在全球新一轮科技革命和产业升级迅猛发展、我国确立创新驱动国家战略、装备制造业转型升级的大背景下，如何实现以劳动密集为特征、人工经验为主导的航空发动机传统装配制造模式向数字化、自动化和智能化为特性的先进制造模式转化，在更高层次上提升装配精度、一致性、可靠性和效率指标，在发动机产品全生命周期内发挥
更大作用，不仅是一个重要的航空发动机行业战略发展问题，也是作为“工业皇冠上明珠”为其他高端装备产品的整机制造升级提供示范引领的责任目标。基于航空发动机装配工艺技术发展现状，对比分析国内外差距和主要问题，提炼基础研究和工程应用研究需求，并对后期装配技术研发工作提出构想和建议，期待为航空发动机装配工艺优化升级、相关课题立项论证提供参考和启发。

    针对航空机电产品在推行数字化装配技术的过程中，暴露出来的单一数字模型难以全面反映产品特征、功能和性能指标的问题，指出构建基于装配数字孪生（Digital Twin）模型的装配工艺设计平台的重点内容和关键技术。指明装配工艺设计的数字化对于产品数字模型的新需求，阐述了数字孪生技术的定义和发展现状，探讨了数字孪生技术在产品装配工艺建模过程中的应用，论述了通过装配数字孪生模型与产品样机的虚实融合和数据交换，运用实时数据来辅助工艺决策，动态修正工艺方案，达到装配工艺设计能快速响应生产变化的效果。

    位姿测量作为大尺度产品对接过程的关键环节，具有方法多样、理论复杂的特点。依据不同的测量原理划分位姿测量模式，并研究各类测量模式的特点，有助于从理论上分析位姿测量过程，对位姿精确测量具有重要的意义。首先，结合大尺度产品对接过程将部件的位姿划分为绝对位姿与相对位姿；其次，通过分析相对位姿的测量原理，开展位姿测量模式的研究，提炼出3 种基本的位姿测量模式，并以此为基础衍生出3 种复杂的位姿测量模式；最后，结合具体的相对位姿测量案例对位姿测量模式进行了应用研究，为大尺度产品对接任务中位姿测量方法的选择与优化提供了理论依据。

    随着复合材料在飞机机体结构上的广泛应用，其装配过程大量选用单面紧固件，列举复合材料壁板及单面紧固件装配过程存在的问题，分析机器人钻铆技术在航空制造领域的应用现状，阐述复合材料壁板机器人自动钻铆技术的难点，并开展关键技术研究，设计开发机器人自动钻铆系统。系统具备复合材料壁板自动定位压紧、测量、制
孔、送钉及紧固件安装等功能，可大幅提升复合材料结构件装配质量和效率。

    针对手工电磁铆接存在的对中性问题，设计了基于工业智能相机的三坐标电磁铆接托架系统，利用工业智能相机对铆接孔进行拍照，并经过图像处理快速计算出孔位中心坐标，最终根据坐标变换转化到装配坐标系中。详细阐述了三坐标铆接托架系统组成、工作原理、控制系统的硬件与软件设计。通过西门子Smart PLC 的运动控制功能实现三坐标定位控制，通过WinCC 触摸屏建立人机交互界面。进行实际的实施过程，试验结果验证了其系统的定位功能及对中精度的有效性。

    复合材料因为优异的力学性能，在飞机制造中得到广泛应用。但由于制造偏差较大，复合材料构件在装配时可能出现较大间隙或干涉，此外复合材料的脆性较大，强迫装配可能使结构发生层间局部损伤，所以相对于金属材料构件，复合材料构件的装配工艺更加复杂，装配要求更高。装配间隙可以通过测量和补偿工艺来消除，但是垫片材料的力学性能和复合材料相比有较大差异，同时间隙补偿工艺缺乏统一标准，这可能会影响复合材料构件的装配性能和使用性能。阐述和总结了国内外对复合材料构件装配间隙补偿的研究进展，为复合材料构件装配提供参考。

    干涉衬套孔强化技术可以显著提高复合材料结构连接接头的机械性能以及疲劳性能，干涉量是干涉衬套强化的关键工艺参数。对干涉衬套安装过程中的安装阻力进行了理论分析，以TA2 纯钛干涉衬套的干涉量为研究对象，通过试验对不同干涉量下的安装阻力、孔径变化以及复合材料内部损伤进行研究。结果表明：干涉量对安装阻力影响显著，安装阻力随着干涉量增加而明显增大；沿安装方向，复合材料复材孔的干涉不均匀，出口处干涉量高于入口处干涉量；相对挤压量为3% 时，复合材料复材孔出口处的实际干涉量已高达1.5%，并且出现材料受损的情况，相对挤压量选取不宜超过3%。

    自动钻铆离线编程是自动钻铆技术应用关键环节之一，离线编程质量与效率将直接影响飞机壁板的生产制造周期。研究分析了当前飞机机身壁板自动钻铆离线编程过程，针对目前飞机机身壁板自动钻铆离线编程过程效率低下、编程质量不高的现状，提出了一种飞机壁板自动钻铆快速离线编程方法，该方法优化了自动钻铆离线编程流程，同时针对自动钻铆离线编程过程数据处理繁琐、工作量大的问题基于CAA二次开发技术实现了离线编程过程数据的批量化处理。基于该自动钻铆离线编程方法可大幅提升当前飞机机身壁板自动钻铆离线编程质量与效率。

    北京科技大学新金属材料国家重点实验室立足于金属材料发展的国际前沿、国民经济和国家安全对金属材料的重大需求，着眼于材料科学与工程四要素关系的核心问题，从科学规律、制备枝术、计算模拟与设计、服役评价和试验技术五大方面开展以新金属材料研发和传统材料升级换代为目的的基础和应用基础研究，提供全面系统的规律性认识和新材料及其相关技术的原型，推动研究成果转化，促进工程化应用。

    石墨烯作为新一代二维碳纳米材料，具备卓越的机械性能和电学性能，是制备功能复合材料的理想增强材料。石墨烯通过与基体材料的结合可以有效地提升石墨烯复合材料的力学性能和导电性能，聚合物基石墨烯复合材料可以用于制备石墨烯柔性传感器，在复合材料结构健康监测和人体可穿戴设备方面具有广阔的应用前景。首先介绍聚合物基石墨烯复合材料的基本性能，在此基础上分析以其为基体的柔性传感器在材料结构健康监测和人体可穿戴设备方面的应用，报道石墨烯柔性传感器在监测复合材料应变以及人体生理运动信号方面取得的进展，并展望其未来的发展趋势。

    阻燃性能是衡量航空发动机钛火安全的关键性能指标，通常采用钛合金材料/ 构件抵抗热自燃、点燃和扩展燃烧的能力进行综合评价。针对高性能航空发动机对先进高温钛合金的需求，在回顾近期抗点燃性能和抗燃烧性能试验技术研究基础上，重点从抗热自燃性能的层面介绍阻燃钛合金、高温钛合金及钛铝金属间化合物的非等温氧化行为及阻燃机理的研究进展，并对未来发展方向进行展望。

    铝合金材料由于具有强度高和易加工等优势，被广泛应用于航空工程领域。低温是航空铝合金材料使用中不可避免的环境因素，低温下航空铝合金材料的疲劳行为也受到国内外学者和工程界的高度关注。综述了近年来航空铝合金材料的低温疲劳试验研究，分析了低温疲劳失效机理，归纳了航空铝合金材料的低温疲劳模型表征和寿命评估方法，并展望了需要在试验、失效机理、模型表征和寿命预测方面进一步研究的问题，为航空铝合金材料的工程设计和应用提供帮助。