得益于高性能计算机和软件技术的发展，数值仿真为深入理解切削过程、研究刀具磨损、提高加工表面质量等提供了强大的技术支持。总结了现有几种本构模型的特点，对构建切削仿真有限元模型中的几个关键问题进行了分析和总结，综述了有限元仿真技术在金属切削过程中切屑形成研究、切削温度和切削力、刀具磨损、刀具优化和残余应力预测以及加工表面显微组织演变模拟等方面的研究成果。最后，系统地分析了切削过程有限元仿真研究中存在的问题，探讨了该研究领域未来的发展趋势和需要进一步探索的热点问题。

    旋压成形工艺是一种少/无切削、成形力小的渐进成形技术，广泛应用于现代制造业。针对带底部法兰的筒形件提出一种切旋两步成形工艺，采用有限元方法对不同参数条件下的旋压成形过程进行数值模拟，得到旋轮倾角、旋轮圆角半径以及进给比等因素对成形过程中成形力大小和坯料的筒壁厚度分布以及应变分布的影响，并通过试验验证了工艺的可行性。

    基于航空发动机仿真工作发展规划，从制造维度对仿真技术的应用需求进行了深入分析。提出了构建航空发动机制造工艺仿真技术体系的思路和建设原则，基于5 个环节的应用需求提出了仿真技术体系的初步框架，并对当前需要加快突破的仿真关键技术进行了分析，推进航空发动机制造工艺仿真技术发展和规划的落地。

    仿生研究表明，具有凹坑、沟槽等微结构的表面具有减阻、自清洁等优异性能，微结构表面在航空航天、船舶、光学等领域有广泛的应用，对于节省能源、减阻降噪、降低污染和提升产品性能等具有重要的意义。为了有效预测椭圆振动辅助切削加工微织构的效果，依据椭圆振动装置的共振频率和回转类基准面的转动速率，给出了一种椭圆振动辅助切削微织构的轨迹规划方法，通过对周期振动载荷进行傅里叶级数的转化，在刀具有限元模型上加载了椭圆振动载荷，建立了基于回转面的椭圆振动辅助切削微织构的有限元仿真模型。基于建立的有限元仿真模型，对不同振动参数下的椭圆振动辅助切削微织构加工过程中的瞬时Mises应力分布和切削力进行分析，验证了微织构加工轨迹的正确性，为进一步的微织构加工提供了参考。

    针对航空发动机扩压器整体叶盘内流道表面加工成本高和效率低的问题，提出采用磨粒流加工方法。通过建立有无上压盖及引流芯模的流道仿真模型，对比分析了两种模型下仿真流场的分布规律。在此基础上，对工件的夹具结构进行了改进并利用该夹具对扩压器整体叶盘内流道表面进行了磨粒流光整加工试验。结果表明：增加上压盖及引流芯模结构后，有效改善了整体叶盘大端和小端处的局部流场，解决了加工效果不一致和锐边被磨料冲蚀的问题，加工后流道表面粗糙度降低了0.6μm, 表面质量得到了进一步提高。

    钛合金薄壁件铣削过程中，刀具角度对铣削过程中的工件变形、铣削力、铣削振动等影响显著。为减轻刀具磨损延长刀具寿命，通过ABAQUS 软件建立钛合金Ti6Al4V 薄壁件铣削过程仿真模型，以铣削力和铣削温度为评价指标，采用单因素和正交法分析了刀具前角、后角及螺旋角对铣削力和铣削温度的影响规律，并对铣削力仿真结果
进行试验验证。仿真结果表明：前角增大，铣削力减小，铣削温度呈波动趋势变化；后角增大，铣削力减小，铣削温度先减小后增大；螺旋角增大，最大轴向力增大，最大切向力缓慢减小，最大径向力基本不变，铣削温度先减小后增大。通过正交试验和极差分析，明确不同因素对指标影响程度的主次顺序和因素的最优水平组合。

    华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室瞄准高端制造装备的国家重大需求以及数字制造国际学术前沿，以航空航天高端数控装备、汽车与船舶激光加工装备、柔性电子制造装备及纳米制造等为主要对象，开展数字制造装备技术的应用基础理论和共性技术研究，形成“数字制造基础理论”、“先进加工工艺与方法”、“数字制造装备关键技术”、“数字制造系统”4个研究方向，开展了“理论创新—技术突破—装备研发”全链条研究，实现了从工艺原理、核心技术到装备研制的系统创新，在数字制造装备与技术领域形成了研究特色。

    针对大型飞机机身复合材料壁板试验件，从模具的刚度要求、使用要求、成本要求等方面确定了模具设计边界条件；为了满足模具设计的边界条件要求，提出了一种基于方钢管骨架的壁板成型模具。在进行模具设计时，首先对比各种常用模具材料的优缺点并最终确定模具采用“INVAR”钢材料；然后介绍了模具的结构布局和结构尺寸参
数，并通过有限元模拟的方法，对模具的整体刚度和起吊工况的强度进行了模拟计算。计算结果表明模具的整体刚度较好，能够满足设计要求。从模具整体刚度和模具重量两方面与框架式隔板模具对比，方钢管骨架的壁板成型模具具有更大的优势。

    在传统陶瓷成型工艺中，制备具有复杂多孔结构的高性能陶瓷样件向来是一大难点，随着增材制造技术的引入，对于所成型样件结构的限制大大减少，但如何利用增材技术实现多孔样件的稳定制备是关键问题。针对光固化陶瓷增材成型这一制备工艺，进行了成型以及烧结过程工艺参数的研究与优化，结果表明，对于面投影式光固化陶
瓷成型适用的曝光时间为5s、成型层厚为30μm、烧结温度为1480℃，利用该参数可成型具有规则多孔单元的氧化锆结构，其显微硬度及致密度分别为13.91GPa以及95%。利用工业CT模型重建，并与理论模型比对，发现多孔样件在宏观尺度上均匀；而利用压缩测试与有限元仿真对照，静态应力分布、弹性阶段动态压缩结果以及断口微观形貌均表明多孔样件在压缩性能上已达到其理论强度。通过光固化成型高性能多孔氧化锆样件，可为航空领域中轻量化设计提供新的选择。

    CFRP和钛合金叠层构件以其优异的性能广泛应用于航空、航天、汽车等领域。二者由于材料加工特性的差异，需要采用不同的钻削工艺参数才能获得满意的加工质量。为保证孔同轴度和加工效率，通常采用同一参数一体钻孔。一体钻孔会导致孔的界面烧伤、复材表面划伤、孔径一致性差等问题。为解决上述问题，提出一种低温钻孔工艺，通过钻削试验，研究低温条件下CFRP/钛合金叠层构件钻孔的轴向力、孔径一致性和表面质量。试验表明，低温条件下CFRP/钛合金叠层构件钻孔的轴向力增加，孔径一致性和表面质量均得到改善，证明了低温下CFRP/ 钛合金叠层构件一体钻孔的可行性。

    复合材料具有优越的材料性能，但也随之带来材料固化变形的弊端。针对复合材料构件固化成型后的变形问题，以复合材料实物构件为研究对象，通过测量手段获得变形数据，进行补偿修正。并对测量系统的建立、测量基准以及固持模式的选择、补偿模型快速重构等多个测量瓶颈问题进行展开论述。

    采用柔性工装对飞机零组件进行装配，会产生巨大的信息量，为提高飞机装配过程的信息管理的质量与效率，目前采用集成管理系统对飞机装配柔性工装进行控制与管理，来实现飞机装配过程的集成化。对集成管理系统在飞机装配柔性工装上的应用进行研究，首先对集成管理系统的构架、数据格式以及通信接口等进行概述；之后对柔性工装的数据传输与调形驱动过程进行分析，对飞机柔性装配技术体系进行总结；最后对集成管理系统在柔性工装上的应用现状进行研究。研究表明，集成管理系统可以提高柔性工装的装配效率与信息管理质量。

    基于航发集团工程数据中心协同、共享环境，结合航空发动机制造仿真业务特点和需求，构建了制造仿真数据管理集成应用系统，涵盖了制造仿真结果数据管理、仿真数据定义和管理、仿真资源库管理、数据协同等方面的业务功能，面向航空发动机制造仿真数据的统一管理、协同共享进行了有益的探索。