由具有不同拉伸和压缩性能材料组成的复合材料结构在实际工程中应用广泛，然而针对这类材料所组成的拉/压结构拓扑优化设计的研究很少，亟需深入研究。提出了一种基于纯受拉、纯受压、正交异性材料和空属性材料的四相材料模型的拉/压结构拓扑优化方法，该方法采用混合应力单元离散设计域，建立了一种基于主应力值与拉/压容限的单元拉/压状态判断准则，可以更准确地识别单元的拉/压状态，以实现基于单元应力状态的材料分布。针对多工况载荷设计，构建了基于拉/压应变能差异容差限的多工况载荷下的单元拉/压状态判断方法。采用四相材料模型进行拉/压结构设计，可以获得性能更优的设计结果。通过算例验证了所提方法设计拉/压结构的有效性，以及各参数、载荷边界及多工况条件对设计结果的影响。

轮胎作为车辆与路面唯一接触部件，其滚动阻力直接影响车辆的经济与排放性能。为降低复合工况轮胎滚动阻力，以205/55R16轮胎为研究对象，选取迟滞能量损耗为滚动阻力的评价指标，分析侧偏、侧倾、驱动、制动四种工况下胎冠区域及非胎冠区域结构参数对滚动阻力的影响规律，进一步通过相关性分析筛选出与滚动阻力显著相关的结构参数，并采用Kriging近似模型结合多岛遗传算法进行参数寻优。结果表明，优化后的轮胎复合工况下滚动阻力降低了6.12%。相关研究为降低轮胎滚阻提供了借鉴。

在当前大数据、网络化环境中，面对庞杂的机电产品设计数据，设计人员缺乏相关绿色设计知识无法有效开展机电产品全生命周期绿色设计。针对该问题，提出了设计信息特征驱动下绿色设计知识挖掘方法。首先，结合当前机电产品设计过程，分析了其设计数据内各类绿色信息特征，提出了基于特征词识别的绿色信息提取方法。其次，基于全生命周期绿色设计需求，分析并设定了绿色信息特征序列，构建了基于设计信息特征的绿色设计知识表达。再次，分析了绿色设计知识特征关联相似度，建立了设计信息特征驱动下绿色设计知识形成过程，并提出了基于共现网络的绿色设计知识评估方法。最后，以风力发电机组为对象，分析并挖掘其相关轻量化等绿色信息特征下绿色设计知识集合，结合产品设计应用验证了所提方法的有效性。

为使产品易于被用户理解，降低用户对产品的认知摩擦，提出可供性物质—场产品创新方法。首先分析了可供性在缩短产品现实模型与用户心理模型之间差距的作用，并提出期待可供性和实际可供性；其次利用通用可供性模板和产品功能信息及操作信息等确定待研究的可供性项，利用Kano模型计算设计人员的期待可供性、利用粗数方法计算用户接收的实际可供性，并依据两者函数关系确定需要改进的可供性问题项；然后以TRIZ理论中物质—场、功能模型和冲突区域等对可供性问题项进行分析，寻找初始冲突区域并确定可供性项类型；最后针对确定的最终冲突区域建立可供性物质—场模型，依据转化的标准解获得解决方案。在此基础上形成面向认知摩擦的可供性物质—场产品创新方法，并应用该流程对割草机进行改进设计，验证了其有效性。

混凝土泵车的重量法规日益严苛，急需对泵车臂架系统进行轻量化设计。以某款泵车一臂为例，首先借助多体动力学分析技术，建立臂架铰点组模型进行运动学仿真，识别出油缸力最大、铰点力最大、臂架载荷最大等所有极限工作工况；然后通过多工况拓扑优化和三维模型融合重构技术，对臂架进行了拓扑镂空设计，实现一臂结构减重300 kg；最后对镂空臂架结构进行了行业首次静强度和疲劳可靠性考核验证。试验结果表明：镂空臂架结构的静应力不超580 MPa，满足材料静强度使用要求；结构疲劳寿命等效9 600工作小时，大于行业疲劳寿命使用要求。镂空臂架结构已在多款泵车产品上实现了批量应用，使用多年未出现任何失效破坏模式。研究成果有力支撑我国泵车臂架轻量化设计水平持续保持国际领先。

重要厂用水系统是与核安全紧密相关的系统，负责在各种运行工况条件下导出核岛的热量至最终热阱。由于核电厂选址和机型的差异、海洋水文、地理特征、气象等因素对设计方案的影响，重要厂用水系统具备按单设计型工程特性，合理与直观的设计需求分析是后续配置设计的重要基础。针对如何准确地辨识设计需求重要度以消除认知不确定性、规范地建立设计需求模型以确保需求的完备性与可追溯性等问题，提出混合增强智能驱动的重要厂用水系统设计需求分析方法，旨在利用人类高层次的认知能力弥补计算机处理设计需求信息的不足，同时利用计算机的运算能力突破人脑认知过程的推理能力限制。首先，结合考虑人类语言特性的语言激励双向编码器表示预训练模型、模拟大脑前额叶-海马体神经回路的双向长短时记忆网络以及多头注意力机制对设计需求文本语义进行深度挖掘，并将语义特征输入模拟大脑多巴胺奖励系统的奖励调制脉冲神经网络进行设计需求分类。其次，考虑核电专家语义表达的模糊性、群体权重的不确定性，构建基于犹豫模糊集的非线性规划模型识别设计需求重要度并做进一步修正。最后，利用基于模型的系统工程方法建立形式化、结构化的系统模型对设计需求进行统一完备表达。

提出一种多轴环板式永磁齿轮(Multi-shafts ring-plate magnet gear, MRMG)结构。为量化分析其特有的平摆运动机理及传动特性，以求解偏心磁场所产生的气隙磁密及电磁转矩，进而获得内部支路的功率流动过程及最优传动模式，首先基于MRMG运行特性将内、外永磁圈的运动关系相关联，并通过具有反馈机制的动态模型图直观表示出MRMG动态转矩与转速之间的关系；然后利用矢量磁位法，将MRMG特有的偏心磁场经分式线性变换为同心磁场，以方便解算该磁场下的气隙磁密及电磁转矩，从而获得了内、外永磁圈与各传动轴的平衡关系及其损耗模型。由于所建模型包含了有限元无法计及的转臂轴承机械损耗，因此计算出的转速比、转矩比及传动效率更趋近于动态实测结果；另外，由于MRMG具有功率分流特性，因此其在各偏心轴均承受相同载荷时的运行特性为最优，其次为各偏心轴承载但有载荷偏差模式，而“单输入/单输出”模式最低，实测最高效率仅为最优模式的73.68%。

目前，气体箔片轴承的承载能力不足，限制了其在高功率和高载荷涡轮机械领域的应用。为了提高承载能力，提出了一种新型的混合式气体止推箔片轴承，其顶层箔片表面具有螺旋槽，保留了气体止推箔片轴承简单结构的优点，并将顶层箔片表面的螺旋槽作为轴承的辅助增压机制，使其在楔形动压效应的基础上，利用螺旋槽的泵压效应和周向阶梯效应进一步提高轴承的承载能力。建立了无槽气体止推箔片轴承和螺旋槽气体止推箔片轴承的物理模型。采用有限差分法，耦合求解雷诺方程、考虑螺旋槽的气膜厚度方程和箔片变形方程，得到了无槽气体止推箔片轴承(GFTB)和螺旋槽气体止推箔片轴承(GFSFTB)的静态特性。此外，研究了螺旋槽结构参数(槽位置、槽数、槽深、槽宽比、槽长比和螺旋角)以及楔形入口高度对螺旋槽气体止推箔片轴承的摩擦力矩、承载能力和极限承载能力的影响，并获得最佳螺旋槽结构参数。该研究内容主要针对轴承的静态特性。仿真结果表明，GFSFTB的承载能力和轴承刚度显著优于传统的无槽气体止推箔片轴承。因此，所提出了一种用于气体止推箔片轴承性能优化的可行方法，并拓展了箔片轴承的应用前景。

功率谱密度传递率运行模态分析方法抗噪声干扰能力强，但其模态参数识别结果易受谐波激励的干扰。鉴于此，建立了基于多工况功率谱密度传递率矩阵法的运行模态参数识别方法。该方法首先构造多工况下测量信号的功率谱密度传递率矩阵，其次对该矩阵的摩尔-彭若斯逆矩阵内所有元素进行平均并对其拟合以提取模态频率和阻尼比，基于该矩阵的左奇异矩阵获取模态振型，最后根据多工况测量信号的功率谱密度传递率矩阵在模态和谐波所对应频率处秩不同的性质在所求的模态参数中识别并剔除谐波模态，继而获得最终的模态参数。5自由度质量-弹簧-阻尼系统仿真结果及钢质梁的运行模态试验结果均验证该方法的有效性。

齿轮是众多装备的关键基础零件，其加工工艺水平对提升各行业的装备性能具有重要意义。强力车齿属于新兴的齿轮加工方法，具有高效精密、绿色干切等显著优势，已成为新能源/燃油汽车变速装置、机器人减速器、行星传动装置上复杂精密齿轮加工的首选工艺。因此，从车齿加工的齿轮几何学理论出发，阐述了基于交错轴无侧隙啮合车齿理论与基于双自由度线面共轭车齿理论的区别，梳理了几种典型结构的车齿刀具设计原理与方法，分析了车齿切削机理和工艺参数对刀具使用寿命和齿面加工精度的影响，指出强力车齿技术的发展现状以及目前存在的问题，提出了车齿技术的主要研究重点。

近地高速运动物体的气动特性会显著受到地面的影响，地面效应模拟技术是研究飞行器起降过程和车辆高速行驶时气动特性的关键手段，也是空气动力学研究的主要难点之一。为研究飞行器近地飞行或起降时的气动特性，以及车辆在路面高速行驶时汽车底部的流场分布，国内外学者针对地面效应模拟机理和系统设计等问题开展了一系列研究。从地面效应技术、模拟方法、模拟系统设计以及面临的挑战和发展方向等四个方面梳理了地面效应模拟技术的核心问题，重点阐述了边界层控制技术、正负压非接触吸附技术和空气动载荷下皮带跳动抑制等核心技术，总结了现有组成地面效应模拟平台的子系统和设计方法，并对地面效应模拟技术的发展趋势和挑战进行了分析与展望，以期为空气动力学、车辆工程等相关专业的学者提供参考和对比。

空间大型一维伸展臂是航天机构中的重要驱动组件，其在大型展开天线、太阳帆和望远镜的支撑骨架、太空机械手以及空间平台的建设中起重要作用。设计了一种剪叉机构和Sarrus机构组合的伸展臂单自由度空间展收单元，可通过串接该单元得到单自由度大型三棱柱桁架式空间伸展臂。给出了展收单元和伸展臂的折展比方程，建立了伸展臂机构的运动学与动力学模型，并对其展开过程进行了仿真。分析了展开过程与展开到位时伸展臂的静力学，加入Sarrus机构后伸展臂展开到位的承载能力大幅提高。制作了两单元串联的桁架式伸展臂样机，并开展了相关试验，验证了设计的可行性。

5自由度并联机构因其结构复杂，制造和装配过程中存在大量的几何误差，严重影响运动精度。基于5-PUS-RPUR并联机构，通过精度设计和运动学标定提高机构末端执行器运动精度。首先建立综合考虑PUS支链虎克铰和球铰的误差映射模型，将其可补偿误差源和不可补偿误差源进行分离，随后采用量子粒子群优化算法对不可补偿误差源进行公差分配，通过蒙特卡洛模拟法对公差范围结果进行验证，并通过运动学标定修正可补偿误差来提高并联机构的运动精度。实验结果表明，并联平台运动到16组测点的误差平均值由标定前的：x=5.256 mm、y=3.906 mm、z=14.337 mm、α= 6.887°、β= 2.817°，降低为标定后的：x=2.681 mm、y=1.981 mm、z=8.250 mm、α=4.079°、β=1.280°，该并联机构沿各自由度的运动精度都得到明显提升，验证了该精度设计与运动学标定算法的有效性。

现代装备日益庞杂、精密，装备内各类复杂系统和模块间形成大量非结构化狭小空间，检测此类空间内设备的安全状态对整个系统的可靠运行意义重大，随着机器人技术的快速发展，爬行机器人由于其重心低、稳定性高等优势成为解决该类问题的有效途径。针对爬行机器人面对非结构化未知地形时腿足与地面接触过程中难以同时确保可靠接触并保持姿态稳定的问题，搭建了一套匍匐式机器人的运动控制框架，完成了机器人面向复杂障碍地形的运动规划，结合规划结果设计基于状态机的运动控制器，并建立机器人运动反力与足端接触状态的映射关系，研究其主动触地及自主状态切换的地形自适应控制策略，通过开展平面、斜面、弧面及非结构化障碍表面的运动实验，验证了所设计的控制策略可在复杂未知地形下保证机器人质心及姿态的稳定性。

提出一种基于自适应遗传算法的并联机构运动学标定方法，以3-PURU/S并联稳定平台为研究对象对该方法展开研究。应用有限阶积分法建立机构正运动学模型，通过闭环矢量法建立机构误差模型，基于误差映射矩阵提出可观测性指标，通过禁忌搜索算法优化后的DETMAX算法求解最优测量位姿，采用自适应遗传算法作为误差参数辨识算法并进行数值仿真验证，结果表明运动学标定后机构动平台平均误差减小了80％以上，最后制作样机进行验证。仿真与标定试验结果证明了所提出的并联机构误差标定算法的有效性，运动学标定后动平台误差显著减小，为并联机构误差标定研究提供了借鉴。

移动作业机器人作为完成大空间复杂任务的有效技术途径，其作业精度通常受到底盘导航、轮胎变形、操作臂定位等因素的影响。针对机器人作业过程中轮胎变形造成的末端精度降低问题，提出一种考虑柔性轮-地交互影响的机器人建模方法。首先，引入轮胎印迹坐标系建立轮式底盘静态模型，同时构建了完整的机器人运动学框架。然后，考虑充气轮胎造成的机器人浮动问题，建立柔性轮-地交互模型，推导轮胎的受力变形公式。最后，根据车轮位移变化，计算机器人车-臂耦合下的底盘实时位姿，进而求解浮动机器人末端的真实位姿。实验结果证明，提出的建模方法能够准确计算出轮胎变形后机器人的末端位置，带载运行时的末端定位误差降低了至少64.9%，机器人末端的绝对定位精度得到了大幅度提高。

线驱柔性机械臂作为电力机器人的一种作业工具，在电力行业关键设备运维检修领域发挥了重要作用。总结了线驱柔性机械臂在变电和以核电为主的发电领域中的应用现状，综述了电力场景下所应用的线驱柔性机械臂的关键技术，分析了线驱柔性机械臂的结构设计、建模控制、传感检测、运动规划和人机交互的研究现状与存在的问题。最后，分别从线驱柔性机械臂在电力行业和其他工业领域关键设备运维检修的发展趋势进行总结与展望。

钛/铝合金直接成形过程中，界面极易形成脆性金属间化合物，造成一体化异质构件的开裂与失效。采用冷金属过渡+脉冲(CMT+P)的增材制备工艺在锻造钛合金TC4上直接成形5B06铝合金，获得了力学性能良好的异质合金构件。优化的增材工艺抑制了钛/铝界面脆性金属间化合物的析出与长大，界面处形成微米级锯齿状过渡层，同时研究发现，在CMT+P模式下，脉冲电流引起的剪切应力对熔池内枝晶产生巨大的冲击，促进了熔池内液态金属的强制对流，界面处枝晶破碎成为等轴晶，从钛合金表面生长出的长针状析出相显著减少。同时，脉冲模式的电流起到了细化晶粒尺寸的作用，界面处晶粒细化至4.1 μm。在CMT+P模式下，随着送丝速度增加，力学性能随之提升，在剪切力作用下，界面由脆性断裂转变为脆/韧混合式断裂。研究结果为一体化成形钛/铝异质合金构件的力学性能改善提供了新的思路。

骨微磨削是神经外科、脊柱外科等高风险手术中不可或缺的方法，骨磨削去除过程热损伤是其技术瓶颈。针对以上临床需求和技术瓶颈，提出了一种超声振动辅助微磨削生物骨新工艺，但超声作用下的非均匀热源分布模型尚不明确，超声赋能作用下的生物骨热传递机制与温度场模型尚需建立。首先，研究了超声振动辅助微磨削生物骨材料去除机理，重构了球形磨头表面几何形貌，揭示了接触弧长变化机理，建立了超声振动作用下任意时间点的未变形切屑厚度模型。其次，建立了延性域去除，骨粉去除，脆性域去除阶段磨削力模型，揭示了有效磨削区的力学演变规律。进一步，研究了磨削热通量的周向和径向分布规律，建立了三维非均匀热源分布模型；研究了点热源和线热源以及面热源温度场，建立了超声振动辅助微磨削生物骨的三维非均匀热源温度场模型。最后，进行了磨削温度场的正交实验验证，结果表明，当振幅为6 μm，磨削深度为15 μm，磨头半径为3.5 mm，进给速度为3 mm/s时，与基于均匀热源模型的温度场相比，基于非均匀热源模型的温度场预测结果与实际温度场吻合，最高温度预测平均误差从10.8%降低到6.7%。研究为超声振动辅助微磨削生物骨降低磨削温度提供了理论依据与技术支持。

生物及航空用钛合金及加工工具的低导热率导致机械加工表面热量集中，而超导热金刚石磨粒在磨削中受钛原子催化会发生石墨化磨损，故均需使用难回收的冷却液。基于金刚石的超导热性，增大磨粒刃端面积可以分散钛合金表面的热力集中和抑制磨粒切削刃的石墨化实现干式加工，但超硬金刚石磨粒修整困难。采用放电热化学干式修整技术可以修平金刚石磨粒切削刃端，但修整过程砂轮与电极间的脉冲放电热能不稳定，无法有效进行热化学修整。因此，针对金刚石放电热化学修整功率，研究修整参数的模糊控制技术，提出基于磨粒修平刃端面积的切削-滚压的钛合金干磨削方法，旨在开发加工目标-磨粒形貌-修整工艺-切削滚压状态全流程逻辑链控制的干磨削系统。首先，依据磨粒修整的刃端后刀面积建立磨粒切削-滚压转变系数相关的钛合金加工模型；其次，分析金刚石切削界面热传递平衡的触发条件，建立放电热化学机械复合修整工艺的模糊控制模型；最后进行TC4钛合金干磨削系统的控制实验。结果表明，调节磨粒切削-滚压转变系数可在加工过程中控制磨粒的加工行为由切削转变为滚压精整，增大该系数能够依次实现加工表面的法向切削力分散、金刚石磨粒的石墨化抑制及加工表面的热量分散。同时，磨削系统能够实时控制修整过程非线性相关的放电电源参数和机械运动参数，保持放电热化学修整功率在±5%以内，实现了12 μm大切深的钛合金干磨削，粗糙度下降55%到496 nm，表面硬度保持在340 HV，不仅效率高且可以实现钛合金表面强化的抛光功能。

Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金具有多功能特性，但因其存在固有脆性，传统机械加工方法难以将其成形为复杂形状，极大程度限制了其应用。使用粘结剂喷射增材制造技术制备了焊性差的Ni-Mn-Ga合金生坯，对比了1 193～1 323 K不同烧结温度下，零件的致密化、成分、显微组织、相变特性及磁性能。结果表明，烧结温度对合金成分的影响小，合金在室温下为均一的L2₁有序奥氏体结构；随着烧结温度的增加，零件的致密度从56.8%增加到85.9%、线性收缩率从0.5%增加到17.8%，同时，伴随着相变温度的降低、相变宽度及相变滞后的增大。1.5 T磁场下，在1 223 K烧结8 h的优选试样中获得了最高74.4 A·m²/kg的饱和磁化强度，达到了传统方法制备的Ni-Mn-Ga合金的水平，系当前增材制造研究报道的最高值。本研究为粘结剂喷射成形功能性、形状复杂的Ni-Mn-Ga合金器件提供了重要技术参考。

螺旋磨削工艺是实现难加工材料微小孔制造的有效方法之一。由于刀具挠度不可忽略，对刀具挠曲变形条件下磨粒切削性能的研究至关重要。因此，首先分析了刀具挠度对螺旋磨削侧刃未变形切屑形态的影响，建立了侧刃未变形切屑厚度/高度和截面积模型。其次，分析了刀具挠度对底刃未变形切屑形态的影响；通过显微观测法确定了底刃有效磨粒数分布，进而定义了名义刃数，并进一步建立了底刃单颗磨粒未变形切屑厚度模型。基于以上模型研究了微小孔螺旋磨削中刀具不同位置磨粒的切削特性，发现刀具底刃存在纯底刃切削磨粒、纯侧刃切削磨粒以及底刃和侧刃同时参与切削的混合切削磨粒；首次定义了纯底刃切削磨粒的分布范围D_p；当刀具直径为目标孔直径的2/3或更小时即可消除纯底刃切削磨粒的影响，此时刀具底刃切屑黏结大幅减少，磨粒切削性能最佳。最后在高体积分数铝基碳化硅复合材料和淬火处理的钢结硬质合金材料上开展了微小孔螺旋磨削试验，通过分析切削力并观测刀具磨损状态，验证了纯底刃切削磨粒的切削特性。以上研究成果可为微小孔螺旋磨削加工的切削参数选择和刀具优化设计提供理论指导。

切削力准确预测有助于优化铣削加工参数、提高效率，在五轴加工中，不同形状刀具的切触区高效计算是预测切削力的核心难题之一。为此，提出了一种基于距离场的“等效运动+自适应八叉树”方法，实现了五轴加工通用刀具切触区高效计算。基于距离场和八叉树方法对工件表面进行初始化并存储，构建通用刀具的表面距离函数；提出了计算材料去除后工件表面的等效运动法，避免了刀具扫掠体计算，大幅提升材料去除仿真效率；建立了基于距离函数的刀具-工件切触区域面片提取方法，采用STL切片方法获取刀具微元上的边界点并计算切入切出角；基于机械力模型计算瞬时切削力。材料去除仿真、切削力预测功能集成于自主开发的数控加工仿真与优化软件TurboCut，通过与ModuleWorks、ACIS B-rep的仿真对比以及切削实验结果验证，表明本文提出的方法能够实现高效切触区域计算和切削力预测。

弦向变弯度机翼可以通过结构的变形，使机翼外形适用于不同的工况。柔性机构是实现机翼弦向变弯度的一种重要方式，通过指定变形柔性机构设计，能够实现翼肋结构由初始外形向目标外形的转变。结构指定变形设计问题中，需要描述变形后外形与目标外形的接近程度。区别于基于节点坐标的外形接近程度描述方法，引入傅里叶描述子的概念，消除了两个外形轮廓点一一对应的限制，验证了傅里叶描述子低频分量对轮廓的描述精度，讨论了基于归一化傅里叶描述子进行指定变形设计的优点。进而，采用拓扑优化中的各向同性材料惩罚模型，建立了基于归一化傅里叶描述子的指定变形优化列式，推导了目标函数的灵敏度，通过移动渐近线方法进行优化求解，得到指定变形的柔性机构拓扑。通过将归一化傅里叶描述子描述的外形扩大，消除非设计轮廓对优化结果的影响，得出了该方法的适用条件，验证了该方法在柔性翼肋结构指定变形优化上的可行性。

B₄C/Al复合材料、硼铝合金等常规中子屏蔽材料存在结构力学性能与耐腐蚀性能差等问题，难以满足大承载能力、中子屏蔽、耐腐蚀等多种功能要求。基于此，以316L不锈钢为基体，B₄C与Gd为中子屏蔽功能增强体，引入多目标优化方法与定向能量沉积增材制造(DED-AM)技术，研究了一种新的(B₄C+Gd)/316L功能-结构一体化中子屏蔽材料设计与制备方法。首先，建立了屏蔽材料成分参数优化模型，在中子透射率、次级γ射线产生率等决策变量和约束条件下获得中子屏蔽复合材料设计方案；其次，根据优化设计结果利用DED-AM方法制备出不同配比的(B₄C+Gd)/316L功能/结构一体化中子屏蔽复合材料；最后，对制备出的复合材料进行微观形貌与力学性能分析。结果表明，该复合材料的晶粒被细化，与具有相近中子屏蔽率的B₄C/Al相比，(B₄C+Gd)/316L具有更优异的屈服强度与极限抗拉强度。

激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion，LPBF)技术所制备的NiTi合金以及高自由度的成型、形状记忆效应和超弹性等多功能性在生物医疗领域获得了广泛的关注，具有巨大的应用潜力。然而，目前的研究多针对于其多孔结构设计降低弹性模量以及过程参数控制改善力学性能与功能特性等方面，对于其表面抗腐蚀能力的关注较少。与此同时，模拟体液中的耐腐蚀性能对于其医疗应用起着至关重要的作用。因此，在本研究中，重点研究激光加工过程中扫描速度对于耐腐蚀性的影响规律，分别选取扫描速度100 mm/s、400 mm/s、700 mm/s、1 000 mm/s, 1 300 mm/s和1 600 mm/s的六组样品进行分析，通过XRD、OM、SEM、EDS以及DSC等手段对不同样品的微观组织结构、致密度以及相组成等方面进行了详细的分析。采用电化学测试手段与浸泡实验分别对样品的短期与长期耐腐蚀性进行评价。结果表明：扫描速度对于样品耐蚀性具有重要影响，其耐腐蚀性能的变化与样品中B19’马氏体相的体积分数、样品表面气孔以及未熔合孔等缺陷密切相关。其中700 mm/s扫描速度下的样品的耐腐蚀性最优，腐蚀电流密度为(2.6±0.6)×10⁻⁷A/cm²。并且长期浸泡实验结果证明了低扫描速度下产生的球形气孔以及高扫描速度下产生的未熔合孔等部位优先被腐蚀破坏。而表面缺陷较少的扫描速度700 mm/s与1 000 mm/s样品，700 mm/s样品表面腐蚀产物更少，更不易被腐蚀破坏。本研究中扫描速度对于耐腐蚀性的影响规律，对于开发抗腐蚀性生物医用LPBF-NiTi合金提供了一定的指导作用。

航空航天领域中筒体构件内部加强筋结构的设计与制造可为其实现轻量化及力学性能提升，结合内壁激光增材制造的复合制造技术能有效实现筒段内部复杂筋体结构成形及高度方向尺寸拓展。本研究通过激光增材沉积AlMgScZr合金，在径向上对旋压成形的2219铝合金筒体内筋实现了增高，并开展了熔池热力学行为仿真分析与实验验证，研究了在倾斜筋体表面上的沉积过程中，工艺参数对熔池温度场、速度场、三维尺寸的影响规律，揭示了激光能量输入、入射粉流和热力学边界条件与熔体运动及熔池表面形貌演变的作用机制。当激光功率由1 000 W增至1 600 W时，熔池三维尺寸定量(长1.298 mm、宽1.580 mm和深0.091 mm)持续增加至(长3.856 mm、宽3.556 mm和深0.725 mm)熔池长度增加27.18%(3.856 mm)；随传热方式转变及质量输入减小，沉积增长率逐渐减小(由60.92%减至27.14%)。熔体运动行为受马兰戈尼力与入射粉末冲击力的共同作用，长度方向质量输入作用于熔池前端，熔体向后运动；宽度方向上引起熔体回流。沉积方向上，熔池下半区表面熔体速率为0.021m/s且矢量为负，熔池表面凹陷；上半区表面速度分矢量为正(0.005 7 m/s)，熔池表面凸起，沉积材料在上半区偏聚。随基体表面倾角增大，激光能量密度下降，在倾角为30°时熔体热动力情况达到较为稳定的平衡状态；增加至45°时能量密度过低，熔体流动性降低，沉积效率与成形性降低。

黏接技术在航天领域的构件连接中得到了广泛应用，而利用表面处理技术可以有效增强界面结合强度，在各种表面处理技术中，激光表面处理技术具有灵活、高效等优点受到了广泛关注。使用纳秒激光在TC4合金表面加工90°、0°凹槽、圆阵列、蜂窝及网状五种不同形貌的织构，分析了不同深度、宽度的织构形貌对TC4界面结合强度的影响规律，建立织构形貌与剪切强度的映射关系，深入探讨了不同织构形貌的失效机理。结果表明：适宜深度的微织构使黏接界面形成了强力的机械互锁胶钉结构，当深度为10 μm时，90°凹槽剪切强度相比未织构表面提高了8.7%；随着宽度的增加接触面积增大，黏合剂与基体表面的互锁结构增多、表面能增大，有利于形成良好的界面结合形貌，当宽度为800 μm时，剪切强度提高了18.2%；不同织构形状有利于降低界面应力集中，使裂纹发生偏转，抑制裂纹传播，其中网状、蜂窝、圆阵列、0°凹槽剪切强度分别提高了20.7%、16.3%、14%、5.6%。以上研究明确了TC4表面织构形貌对黏接强度的增强机制及影响规律，为提高TC4在航空航天领域的实际应用提供了工艺指导和理论基础。

磨料水射流作为一种“冷柔”加工技术得到越来越广泛的应用，尤其在热敏及新型材料加工领域有很好的应用前景，是解决难加工材料零件制造难题最有效的技术之一。自磨料水射流加工技术问世以来，全球学者开展了大量的研究工作，对高压和超高压磨料水射流技术背后的科学问题取得了较好的理解，也使得磨料水射流加工成为比较成熟的先进制造技术。为了促进以后的研究和研发工作，分析、讨论和总结了磨料水射流加工领域前期的研究工作，涵盖高压水射流和磨料水射流的形成原理以及流场和冲击特性、射流冲击区的流体力学特性和能量传递规律、冲蚀导致的材料微观去除机理和宏观切口形成机理，以及新技术和新工艺，从理论、技术和工艺层面为后期研究提供支持。最后，对磨料水射流技术未来的发展以及研究方向提出作者的见解。

新一代高推重比航空发动机对压气机叶片的抗疲劳制造技术提出了更高要求。切削加工作为叶片减材制造的重要手段，在保证叶片几何精度的同时直接影响叶片表面完整性。大量研究表明叶片表面完整性与其疲劳性能紧密相关。当前叶片的主要金属材料为轻质高强的钛合金和高温合金，但由于钛合金和高温合金是典型的受力热影响显著的材料，加之切削加工过程中存在十分复杂的力-热能场，其耦合作用对叶片表面完整性的影响十分巨大。因此，为探明压气机叶片高性能切削加工技术的发展方向，首先分析了压气机叶片型面的发展历程和切削加工叶片疲劳失效的原因；其次，分别针对光滑表面叶片和仿生表面叶片对高性能切削加工技术的国内外研究现状进行了调研和梳理；最后，总结了叶片高性能切削加工中存在的问题，并对压气机叶片高性能切削加工研究的未来发展趋势进行了展望。为实现面向抗疲劳性能优化的航空发动机压气机叶片切削加工提供了一定的发展趋势参考。