以4mm 2219–T87 高强铝合金平板为对象，分别使用ER2319 Al–Cu 焊丝和ER5087 Al–Mg 焊丝作为填充材料，研究双脉冲变极性钨极氩弧焊（VP–GTAW）对接接头的显微组织和力学性能。结果表明，与常规VP–GTAW工艺相比，对焊接电流进行低频脉冲调制的双脉冲VP–GTAW 工艺可细化晶粒，改善焊缝显微组织；提高对接接头力学性能，且抗拉强度和断后伸长率均在低频脉冲频率为2Hz 时达到最大值。与Al–Cu 焊丝接头相比，Al–Mg 焊丝接头可以在保持对接接头塑性的同时，提高抗拉强度和显微硬度，抗拉强度最大为328MPa，达到母材的72% ；焊缝区显微硬度达到100HV 以上。Al–Cu 焊丝接头和Al–Mg 焊丝接头均为脆性– 韧性混合断裂。

      采用箔–纤维–箔方法制备了SiC纤维增强β21S复合材料（SiCf/β21S），其中箔材采用冷轧+退火处理的方法获得，纤维布采用数控纤维缠绕机获得。采用有限元分析软件对纤维布与箔材的复合过程进行了计算，确定了较佳的制备工艺参数。在较佳的工艺参数条件下制备SiCf/β21S复合材料，其中热等静压工艺参数为830℃、860℃/ 120MPa/2h，然后在不同温度条件下，进行0h、9h、25h、49h 的真空热处理，对SiCf/β21S 复合材料的纤维/ 基体界面和基体微观组织进行了分析，研究了界面反应层的微观组织演变和动力学长大规律。采用箔–纤维–箔方法与热等静压成型工艺相结合的方法，在最佳工艺参数条件下制备了SiCf/β21S复合材料蒙皮结构，并对其组织和性能进行了测试分析。

      铆接结构的疲劳寿命在很大程度上取决于孔边的微裂纹及其扩展，而铆接工艺参数对微裂纹的萌生与扩展影响显著。从细观角度分析铆接工艺参数对孔边细观结构的影响，探索铆接工艺参数对孔边细观结构的影响规律。采用试验方法，构建孔边细观结构表征参数，选择壁板与墩头和钉杆接触处圆角半径（MR）、孔边塑性层厚度（Md、MD）为表征的3 个参数，分别研究了铆接工艺参数压铆力（Riveting Force）、镦铆过程时间（Riveting ProcessTime）、上铆头空腔（Upper Riveting Cavity）对孔边细观结构表征参数的影响规律。通过铆接工艺参数对孔边细观结构影响规律的研究，在装配连接时通过控制工艺参数实现对细观结构的改善，进而提高铆接结构的疲劳性能。

      数值计算方法可以有效解决工程实际中的力学问题，针对复合材料机械连接结构，根据有限元数值分析的一般流程，从力学建模、载荷计算、后处理分析及参数优化几个方面对当前复合材料连接性能方面的数值研究进行了总结，对影响复合材料连接强度的因素进行了归纳，列举了部分采用有限元方法进行湿热环境下的强度、疲劳分
析的研究成果，最后对未来复合材料连接力学问题数值研究的方向提出了展望。

      采用单向拉伸试验，测试了含通孔损伤的复合材料壁板和含通孔损伤的螺接修理接头壁板的单向拉伸强度，评估了含通孔损伤的复合材料壁板的螺接修理接头效果，研究了含通孔损伤对复合材料螺接修理接头的破坏载荷、破坏模式、应力分布的影响。试验结果表明：含通孔损伤的复合材料壁板及其修理板的典型破坏模式均为横向
拉伸破坏；与无通孔板相比，含通孔损伤的螺接修理接头拉伸强度恢复率达到44.2%；应变读数表明，补片能够较好地缓解母板损伤孔边缘的受载，从而有效提高结构拉伸强度。

       螺栓止口连接是航空发动机中常见的连接形式，在现有工艺技术条件下，螺栓预紧力往往存在较大分散性，加剧了航空发动机力学性能的波动。利用ANSYS Workbench有限元软件对不同预紧力分散度条件下的螺栓止口连接结合面Von Mises等效应力分布及组件刚度进行了仿真计算。按照工程经验设置了5 组预紧力分散度值，并针对每组分散度随机生成一组对应的螺栓预紧力数值，实现对工程实际中预紧力分散度情况的模拟。然后分析了结合面的应力分布情况，通过对组件分别施加轴向载荷、径向载荷和扭转载荷，获得了组件轴向刚度、径向刚度、扭转刚度变化曲线，最终得到预紧力分散度对螺栓止口连接组件刚度的影响规律，为预紧力分散度的控制提供了理论参考依据。

      自动制孔技术已经广泛应用于航空产品装配当中，随着应用的逐渐深入，面对复杂曲面结构和密集型紧固件排列时，传统的激光法向调平方式出现了能力不足或者信号反馈失误的情况。针对这一难题，对接触式法向调平结构进行了试验设计和相关工艺试验与分析，验证了接触式法向调平结构在特殊条件下仍可有效保证最终质量要求。

      介绍了激光精细表面制造中的两类关键技术——激光清洗和激光抛光，以及其在提高结构材料表面质量和性能表现中的研究和应用。采用激光清洗技术去除铝合金表面氧化层，清洗表面氧含量显著降低，从而明显提高铝合金焊缝质量，避免熔合区气孔形成；通过激光抛光技术对增材成形钛合金构件进行抛光，可将表面粗糙度由5μm 以上降低到1μm以下，同时激光抛光钛合金表面发生相变，使表面硬度和耐磨性得到显著提高。最后，进一步讨论激光清洗和抛光复合技术处理Ni–Ti形状记忆合金（SMA）表面的可行性。

      探讨了规则形和不规则形空间曲面产生铺丝轨迹线的方法，借助有限元的自由网格划分技术，在CAE 环境下产生曲面的规则网格划分，提取节点位置信息顺序建立铺丝轨迹线。在铺丝轨迹基础上，导出了筒形件的理论铺丝间隙，采用非线性接触有限元技术模拟了铺丝压辊与筒形件模具力学模型，得到最佳铺丝压力与铺丝参数之间的
变化规律，通过调节铺丝参数使丝束与模具表面完全贴合，为提高铺丝质量与精度奠定了基础。

      航空整体结构件由不同的典型特征构成，对整体结构件加工性能的研究，可以通过分别对典型结构特征的加工性能进行研究，然后再组合特征进行特征关联研究的方法实现。虚拟加工是研究切削加工过程的重要仿真方法。在虚拟环境下构建由典型特征组合而成的被加工零件，然后分别应用大进给铣削和大切深铣削两种高性能加工策略进行加工仿真试验。试验结果显示：大进给铣削策略下的主切削力、切削功率和材料去除率明显小于大切深铣削策略下的，并且大进给铣削策略下的比能耗在转角特征处出现明显的突变点。分析发现，由于在转角特征处频繁升降进给速度，使得大进给铣削策略下的材料去除率与理论值出现较大偏差。

      为了提高飞机总装的装配质量、缩短飞机总装的生产周期、降低飞机总装的生产成本，根据飞机总装的装配工艺特点，研究了飞机虚拟装配人机工程仿真的建模方法和人机工效仿真的分析方法，并基于3DExperience 软件系统平台对飞机总装人机工程仿真分析技术进行了应用。