对铣削加工过程参数进行准确预测，对于实现无颤振高效铣削至关重要。对铣削加工过程动力学建模方法与原理、仿真算法与工程应用等进行了综述。首先，将切削过程建模方法归纳为经验法、解析法、有限元法及力学方法4类，并分析了其各自特点。其次，详细介绍了静态切削力建模与动态切削力建模，并给出了其各自的应用场合。再次，对几种典型铣削加工稳定性分析方法的实现原理、优缺点和应用场合进行了对比，为采用合适的稳定性分析方法提供了理论依据。最后，介绍了铣削加工表面形貌预测常用的两种方法。上述分析得出的结论可为该领域深入研究与工程化应用提供理论指导。

      基于弹塑性力学理论和有限元数值模拟技术，构建空间管件定心弯扭组合加载成形工艺的数值模拟模型。研究弯扭组合条件下空间管件的成形规律、成形过程中工艺参数随固定模离心率 e 的变化规律，以及夹钳扭转角速度一定时固定模离心率 e 和成形轴线挠率修正因子 ϑ 之间的非线性关系。研究发现以下规律：（1）在空间管件定心弯扭组合加载成形工艺中，管件的真实弯曲半径受到弯曲模转角和夹钳扭转角度的双重影响。（2）在纯弯曲条件下所获得的等效弯曲点不能适用于定心模式下空间管件的成形，原因在于管件在等效弯曲点处的挠率修正因子与固定模离心率 e、夹钳角速度与送进速度的比值ω ⁄ v 等多种因素有关。（3）若固定模离心率 e、活动模回转半径和转角不变，则挠率修正因子 ϑ 随夹钳角速度与送进速度的比值ω ⁄ v 的增大而增大；若夹钳角速度与送进速度的比值ω ⁄ v、活动模回转半径和转角不变，则挠率修正因子 ϑ 随固定模离心率 e 的增大而减小。

      覆盖件模具具有形状复杂、材料硬度高和多硬度拼接等特点，在加工过程中易出现刀具载荷不稳定、温度过高和易发生剧烈磨损等问题，从而降低模具的表面质量和刀具的使用寿命。为揭示铣削机理，建立了凸曲面拼接模具铣削过程三维有限元仿真模型，采用三维有限元仿真的方法来对凸曲面拼接模具铣削过程进行研究。首先通过准静态试验、霍普金森压杆试验拟合出材料的本构参数，以此保证仿真结果的准确性；然后建立凸曲面拼接模具铣削过程三维热力耦合仿真模型；最后通过仿真结果研究了凸曲面拼接模具铣削过程力和温度的变化特性。研究结果为航空航天产品的模具铣削技术及刀具结构设计提供理论支持。

      传统加工装备难以满足高速、高精度、高柔性加工需求，研发高性能加工装备势在必行。以实现航空制造领域高速高精度加工为研究目的，提出一种基于混联机器人平台的加工方法。介绍一种新型五轴混联加工机器人（TriMule），并建立其运动学逆解模型。为提高加工精度，阐述了参数曲线插补原理及其在混联机器人加工装备上的应用。最后结合螺旋铣孔加工工艺，在混联机器人加工平台上进行钛合金铣孔试验。仿真和试验结果表明，采用参数曲线插补方法，能有效限制进给率波动，改善混联机器人加工精度。总结全文，指出混联机器人具备高刚度、高速度、高精度及高柔性等特点，在航空制造领域具有广阔的应用前景。

      针对三维钣金件激光切割对于虚拟仿真的需求以及目前激光切割过程仿真系统的不足，以龙门式五轴机床、立式六轴机器人和倒置式六轴机器人切割平台为样本，研究并开发多平台三维钣金激光切割过程仿真系统，包括虚拟加工场景三维可视化、基于刀位点数据的机床运动学计算和激光切割工艺体现及加工代码输出。配置节点顺序，实现虚拟加工场景搭建；基于Nurbs 曲面拟合非垂直侧壁切缝形貌，实现切割扫掠体对刀位点数据的映射；基于刀位点数据对激光头位姿矩阵进行求解，并建立D–H运动坐标系，实现机床运动学计算和机床运动仿真；建立切割工艺问题处理流程，实现切割工艺体现，包括切割工艺缺陷的体现、干涉碰撞的检测与处理、切割环间过渡轨迹的显示。最终输出对应平台可靠的加工代码。

      随着航空导管空间几何形状设计的复杂化，以及对制造精度要求的不断提高，应用有限元分析方法研究最佳弯曲成形工艺已成为一种普遍的选择。研究了典型导管弯曲成形工艺方法的成形原理，分析了导管弯曲成形性能评价指标。同时，为提高导管弯曲成形有限元分析前后处理效率和降低使用难度，使用Python编程语言开发了基于ABAQUS通用型有限元分析软件平台的弯管成形用户自定义界面。开发的用户界面提供了针对导管绕弯和自由弯曲成形的自动前后处理功能，实现了导管弯曲成形性能指标的自动计算和分析报告自动生成的功能。

      基于2219铝合金的应力松弛时效宏微观统一本构方程，对其进行用户子程序二次开发，并编译到非线性有限元分析软件MSC. Marc，建立了2219铝合金贮箱顶盖应力松弛时效成形过程的仿真模型，分析了顶盖应力松弛时效成形过程的应力应变和力学性能演变规律；开展了基于回弹补偿分析的模具型面优化设计，确定了满足成形目标要求的模具型面，进行了2219铝合金贮箱顶盖应力松弛时效成形试验，并与仿真结果进行对比分析。结果表明：顶盖应力松弛时效成形试验结果与有限元仿真结果吻合较好，两者成形型面半径相对偏差0.22%，屈服强度相对偏差为3.13% ；顶盖成形试验后的型面与目标型面半径的相对偏差为0.52%，力学性能满足目标设计要求。综上所述，所建立的有限元模型能够准确预测顶盖的应力松弛时效成形过程形性演变规律，可以用来指导2219 铝合金贮箱顶盖应力松弛时效成形制造。

      针对复合材料制造过程中存在的零组件定位不准确、模具高温形变、部件型面变形等问题，应用激光跟踪仪和激光雷达设备对复合材料产品实物和工艺过程进行检测分析，提出了数字化检测技术辅助定位指导装配，开展产品和模具型面检测指导制造的解决措施，有效地改善了复合材料产品质量。

     机载激光受大气光学效应影响较为明显，研究以自适应光学为代表的光束整形系统，将有效提高激光器作用于目标位置的光束质量。利用光路中的自适应光学变形镜，以能量反馈方式对机载激光发射单元出射的激光光束质量进行回路校正，是一种可行方案。采用以随机并行梯度下降法（SPGD法）为代表的优化算法作用于变形镜，实现返回光能量最大，从而实现目标上的光束质量提升。通过算法优化及全局收敛仿真，探求一种较快速收敛的实用性方法，用于连续激光和重复性好的脉冲激光的光束质量校正。上述算法的仿真研究，有助于机载条件下的激光在实际大气环境下的效能提升，具有一定的实用价值。

      根据某型航空发动机减重设计需求，考虑到TiB2 颗粒增强铝基复合材料轻质、高强的特点及某型航空发动机低压压气机静子叶片结构特征，开展了基于颗粒增强铝基复合材料的低压压气机静子叶片试验件的高周疲劳性能试验工作。试验结果表明：叶片试验件在3×107 次循环下的高循环疲劳强度为246.30MPa，基本能够满足某型航空发动机静子叶片类零件的高循环疲劳设计要求。

      研究了测试参数对常用阻尼特性测试方法测试结果的影响规律，分析表明自由衰减法测试数据分散性小，半功率带宽法测试数据分散性大并且受测试参数选取影响较大。基于优化后的测试参数对比分析了钛合金薄壁空心、实心结构阻尼特性，研究发现振幅较小时两类结构阻尼特性接近，一阶振型下的模态阻尼在2×10-4量级，高振幅条件下空心结构阻尼比较大，振幅为10mm 时阻尼为3.577×10-3，是振幅为3.0mm 时阻尼的1.20 倍，表明空心结构内部结构特征在大变形条件下可以提供额外阻尼，合理利用这一特征对提高结构性能具有重要意义。

      在飞机蒙皮锤铆中，铆钉的变形需要几十次冲击才能实现，锤铆活塞初速度载荷加载循环问题为分析过程带来了困难。提出利用ABAQUS 中Python 极强的扩展性，通过二次开发得到连续锤铆过程自动分析的软件方法。通过对初速度、分析时间、冲击次数等输入参数的调整，自动完成锤铆仿真分析，使铆钉达到变形要求。与手动单次迭代方法比较，所提出的软件方法及相应仿真程序在保证镦头成型要求情况下极大地提高了锤铆仿真分析的效率，为后续研究工艺参数优化与铆接质量评价等问题带来指导与便利。与锤铆工艺试验的对比分析，验证了仿真结果的正确性。