由于復(fù)合材料的脆性、彈性和強度等性能參數(shù)的各向異性的特性，使得其無論是靜載分析還是疲勞分析均比金屬材料的分析復(fù)雜；層合板的層間特性和疲勞分析中材料性能的退化，更是加劇了問題的復(fù)雜性。應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性、失效準(zhǔn)則的合理性及材料性能退化準(zhǔn)則的客觀性，為數(shù)值模擬方法的可行性及其結(jié)果的可信性奠定了基礎(chǔ)。
復(fù)合材料可改善結(jié)構(gòu)性能，具有顯著的減重效益，在航空航天結(jié)構(gòu)中已由次承力件發(fā)展為主承力件，且應(yīng)用面逐步擴大。整體化和大型化是航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的發(fā)展趨勢。但目前而言，復(fù)材結(jié)構(gòu)的連接問題仍然存在。機械連接安全可靠并可傳遞大載荷，所以在復(fù)材結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。然而孔的加工工藝會引起不可預(yù)測的初始損傷，破壞材料的連續(xù)性，對結(jié)構(gòu)的完整性和承載能力帶來不利影響；由于復(fù)合材料是脆性的各項異性材料，其孔周應(yīng)力集中比金屬嚴(yán)重得多。因此，連接部位通常是復(fù)材結(jié)構(gòu)強度的薄弱環(huán)節(jié)。實驗對復(fù)合材料機械連接進(jìn)行全面可靠地分析，周期長、成本高；解析法只能處理簡單的問題，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析卻無能為力。相比較而言，數(shù)值模擬方法可靠、成本低、效率高，還可考慮各種結(jié)構(gòu)形式、載荷及邊界條件非常適合于工程應(yīng)用。本課題總結(jié)了數(shù)值模擬中的有限元法在復(fù)合材料機械連接中的應(yīng)用。
