纳米多层膜由于尺寸效应，存在熔点降低现象，应用于温度敏感材料的连接具有明显优势。同时由于多层膜层剧烈而快速的自蔓延放热反应，应用于连接时可以提供巨大热量。一方面可作为中间层辅助钎焊或扩散焊接；另一方面可作为独立热源为连接提供热量。纳米多层膜反应过程的实时观察受到单镜头拍摄速度和测量精度等条件的限制，而分子动力学模拟的应用为纳米多层膜反应机理研究拓展了新的思路。
对TC17钛合金平板的氩弧焊焊接和焊后热处理过程进行了数值模拟，模型中考虑材料相变和蠕变，计算得到焊接和热处理过程中的温度场演变情况和热处理前后残余应力分布规律。结果表明，由于存在较大的热输入，焊后产生了较大的残余应力，焊缝附近的HAZ区域纵向残余拉应力达到了650MPa左右，热处理后降低至160MPa左右。采用小孔法和X 射线衍射仪测量了试件的残余应力，模拟计算得到的残余应力值与小孔法测试结果符合性较好。
为解决铝锂合金焊后性能弱化问题，推进双激光束双侧同步焊接工艺在国产民用飞机壁板制造中的应用，研究了焊后喷丸、固溶时效热处理+ 喷丸处理两种共3组焊后强化工艺，通过静力拉伸、疲劳及表面应力状态测试分析，评估强化效果，探讨强化机制。结果显示：纯喷丸强化可显著提高疲劳性能，其中0.20mmN 喷丸后细节额定 疲劳强度截止值DFRcutoff 较焊态提高27.8%，但静力拉伸性能与焊态相差不大；0.36mmN 喷丸后DFRcutoff 提高了118.5%，但抗拉性能明显下降；热处理+ 喷丸的组合强化工艺对静力拉伸及疲劳性能均有明显提升，抗拉强度较焊态提高32%，DFRcutoff 较焊态提高21.9%，综合性能较好。
爆炸焊接作为一种特殊焊接技术广泛应用于生产各种金属复合板材，爆炸焊接复合板材不仅结合强度高，还可以实现多种不同金属材料的大面积复合，从而有效地降低了贵金属材料成本。除了介绍爆炸焊接基本原理、爆炸焊接窗口和试验技术外，还对当前爆炸焊接新技术和新产品开发作了讨论，同时也介绍了爆炸焊接复合金属材料在不同行业领域的应用以及未来的发展前景。
回填式搅拌摩擦点焊与传统搅拌摩擦点焊相比，焊缝表面平整、焊点中心没有退出凹孔，具有突出的技术优势，在搅拌摩擦焊尾孔修补等场合尤其具有应用前景。对近年来回填式搅拌摩擦点焊技术研究新进展进行了评述，包括焊接设备开发、焊接过程和成形机理研究、焊缝组织与力学性能分析以及异种材料连接研究，指出焊接机器人、匙孔封闭工艺、焊缝疲劳性能以及铝合金与其他材料之间的连接应该作为重要发展方向。
针对6~8mm 厚2219–T87 铝合金拉锻式摩擦塞焊工艺进行了研究。结果表明，塞棒/ 塞孔及砧板成形孔结构及轴向载荷、焊接转速、进给速度等焊接工艺参数均对焊接质量有重要影响。采用圆弧形塞棒、圆柱形塞孔、阶梯锥形底孔的砧板能够改善塞孔附近材料的流动方向和受力条件，进而消除未焊合缺陷。焊接转速7000r/min、焊接压力20~30kN、轴向拉锻力20~30kN、进给速度1.5mm/s是较优的焊接工艺范围。焊接接头中母材侧的热力影响区软化最为明显，硬度值为79.9HV。在优化参数下，焊接接头的抗拉强度可达365MPa，延伸率6%。
计量测试是机械制造的基础支撑。自20世纪70年代率先在国内开展激光及光电测试技术研究以来，研究室依托精密测试技术及仪器国家重点实验室，以汽车制造、航空航天制造与检测、海洋声学检测等重要行业为背景，着眼于国家重大需求，坚持自主研发，致力于通过先进光电传感及信息处理技术手段解决工业制造过程中出现的测量难题，形成了一支以院士、长江学者领军，中青年骨干教师为中坚力量，结构合理、特色鲜明的研究团队，团队现有教师19人，其中教授8人、副教授9人、讲师2人。
针对压气机叶片安装板的自动化磨抛加工，基于北航提出的自动化磨抛加工工艺开展了应用研究。结合叶片安装板区域复杂曲面或结构特点，通过对磨抛轮的粒度优选、磨抛过程的优化以及接触压力的调整，实现了磨抛精度及表面粗糙度符合设计要求的攻关目标。试验结果表明：磨抛后表面粗糙度Ra在0.4μm以下，去除量在0.03mm以内，实现了替代手工磨抛的目的。在磨抛效率上也实现了与多台数控铣的节拍匹配，在200件叶片试制过程中磨抛工艺系统稳定，拟将该技术广泛推广应用于压气机叶片的研制和生产中。
复合材料长桁机械成型过程中的成型载荷与成型工艺参数的关系会影响预制体成型过程的稳定性和长桁成型后的性能，利用自制复合材料L 型长桁自动化成型机，搭建出一种长桁结构机械成型载荷测试系统，通过成型温度、成型速率、成型间距和铺层结构的研究，对成型载荷的变化规律进行测试和分析，探索出工艺参数与成型载荷之 间的经验公式。结果表明：在合适的成型温度范围内，随着成型温度的逐渐升高，成型速率逐渐降低，成型间距逐渐增大，会使得成型载荷逐渐降低；铺层方式不同时，成型载荷变化情况为：[0°/45°/90°/–45°]ns ＞ [0°/90°]ns ＞ [±45°]ns；最后得到成型载荷与工艺参数关系的经验公式，在一定范围内对成型温度、成型速率、成型间距可具备实际指导能力。
针对叶片截面型线测量点云数据与理论点云数据的配准问题，研究了将ICP 算法应用于叶型点云数据配准的方法。首先概述了叶型测量数据与理论数据的匹配问题；然后阐述了基于ICP 算法的叶型点云数据配准方法，并在MATLAB 平台进行了配准实现；最后给出了配准实例，并将配准结果与点云处理软件CloudCompare 的匹配结果进行了对比，验证了该方法的准确性。
出于减重和效率提升等目的，纤维增强复合材料在直升机结构上的用量日益增加。阐述了直升机结构设计特点与高性能复合材料应用的最佳比配性，介绍了国外直升机复合材料典型应用案例与发展趋势，总结了国内直升机复合材料应用现状与国外差距，展望了高性能复合材料未来技术需求。研究表明，国内直升机复合材料应用对比欧美国家存在技术代差；高性能结构复合材料、先进功能复合材料、结构功能一体化复合材料、低成本复合材料整体成型及复合材料高置信度虚拟认证技术是未来发展重点。
作为近年来飞机型号研制中常用的内外形控制与协调方式，飞机样板因其使用便捷、成本低廉、技术成熟等优势，在当前飞机研制中仍具有不可替代性。在当前智能化技术快速发展的数字化环境下，依赖二维图纸的样板设计技术已明显成为制约飞机研制效率和周期的重要因素，研究和开发以框肋类零件三维几何模型为基础的样板三维 设计技术已成为当前航空产业的迫切需要。针对上述问题，对框肋类零件样板的一大分支——外形样板的三维快速设计原理及算法展开研究，提出钣金零件几何属性提取及外形样板三维快速设计算法，主要内容为：提出框肋类零件基础结构特征定义及提取方法，基于提取结果构建零件弯边特征并计算样板设计所需几何属性，提出外形样板轮廓计算及补加添加算法，最终实现零件外形样板三维模型生成。经由实例测试，验证此算法的可行性与有效性。
为了提高高温合金Inconel718 电火花放电烧蚀加工效率，改善工件表面质量，使用多通道放电烧蚀加工新方法对Inconel718 进行多通道放电烧蚀铣削加工试验。研究表明：在多通道放电烧蚀加工过程中，放电通道的个数是随机的; 在一个脉冲放电周期中，随着通道数目的增加，电压波形呈阶梯下降，总回路电流波形呈阶梯上升。对比常规电火花烧蚀加工，多通道放电烧蚀加工的总回路电流提高，使得材料蚀除率提高73.7% ；同时，多通道放电分散放电能量，使得多通道放电烧蚀加工后工件表面粗糙度较常规电火花烧蚀加工下降14.6%，工件表面微裂纹变少，裂纹的宽度和长度变小。
