随着航空产业的快速发展，大型、整体、精密和高性能的模锻件在航空关键构件中的占比不断提高。航空关键构件尺寸的增大、复杂程度的增加以及材料强度的提高，给大型航空关键构件的整体模锻成形带来了巨大挑战。首先介绍了实现大型航空关键构件整体模锻成形面临的关键挑战以及解决途径，然后综述了整体精密模锻成形技术在典型大型航空关键构件如飞机承力框、起落架和发动机涡轮盘中的研究进展，最后对大型航空关键构件整体模锻成形技术的未来发展前景进行了展望。

为解决飞机总装生产线业务系统集成度差、装配过程不透明、异常处理不及时等问题，提出一种面向分层透明管控的飞机总装线数字孪生系统。基于系统需求分析，提出物理层、孪生数据层、孪生模型层、应用层4 层系统架构，设计并实现面向多维数据集成的孪生数据库构建、面向透明可视的总装线数字孪生建模、面向现场异常处理的融合式分层管控三大核心功能模块。实际应用表明，该系统满足总装生产线多层次、多维度、多角色分布远程可视监控与综合分析的管控需求，可有效提升飞机总装的数字化、透明化水平。

316L 奥氏体不锈钢因其优良的力学性能和耐腐蚀性在航空航天领域被广泛应用，但其加工硬化现象严重，刀– 屑接触环境恶劣，导致刀具寿命严重缩短，影响加工效率。本文将通过有限元仿真与试验相结合的方法研究限制接触刀具对切削过程中力与热特性的影响。通过建立限制接触切削的有限元仿真模型，探究加工参数和限制接触参数对切削性能的影响，并阐明了变限制接触结构在切削过程中的作用机理。结果表明，变限制接触结构能有效减小切削力与切削温度，并改善奥氏体钢的切削性能。其中梯形限制接触结构改善切削性能效果最好。该结果在切削试验中得到验证，并证明了有限元仿真的可靠性，为新型限制接触刀具结构的优化提供理论基础。

数控加工仿真是制造业发展过程中数字化与智能化的集中体现，然而现有研究在机床运动位姿计算精度上还存在不足，如未考虑数控系统指令模式、加减速控制以及机床几何误差等约束条件。针对上述问题，本文对五轴机床仿真运动算法进行研究，首先对五轴数控机床拓扑结构、模型和坐标系进行了完整定义，在此基础上探索了基于数控系统指令模式的刀具轨迹仿真密化以及相应的时间标记计算方法，并结合五轴数控机床几何误差模型，得到了更符合实际几何状态的机床模型运动位姿。通过对仿真机床实例的拓扑结构建模、刀位轨迹仿真密化以及机床模型位姿计算，对所提出的机床运动位姿算法进行了验证，证明该算法的可行性和有效性。

机器人砂带磨削具有高的加工表面质量与效率，但是在加工复杂曲面部件时，难以确定的局部接触状态导致加工过程的精度难以保证，限制了其在高端产业的应用。目前的局部接触状态计算方法难以满足加工中对计算效率的要求。因此，本研究首先对比分析了FEM 与BEM 在计算接触状态方面的结果，提出采用机器视觉识别砂带上的磨削痕迹得到磨削区宽度，并将其作为BEM 的边界条件，最终实现了局部接触状态的快速获取。该方法能够在1 s 内计算得到18 mm×18 mm 区域大小，精度0.2 mm 点云轮廓的接触状态，与FEM 计算结果对比，最大误差不超过5.6%。

利用非局部作用思想的近场动力学理论，可以通过求解空间积分方程描述物质点运动规律，准确描述切削过程材料剧烈塑性变形导致的裂纹扩展和断裂破坏行为。本文基于常规态基近场动力学方法构建Ti₂AlNb 弹塑性本构模型，融合材料失效和接触准则，求解离散处理的近场动力学基本运动方程，建立了适用于Ti₂AlNb 切削仿真研究的态型近场动力学数值模型，模拟分析了Ti₂AlNb 直角切削切屑形成过程。通过试验验证，表明近场动力学仿真可以准确模拟Ti₂AlNb 切削切屑形成过程中材料变形和损伤演化规律。本方法预测的切屑形成剪切角40.23° 与试验结果38.89° 相比，误差为3.45%；定义损伤空间分布的半峰宽值（FWHM）为切削第1 变形区宽度，其预测值为0.06 mm，预测误差小于7%。

自动导引车AGV（Automated guided vehicle，AGV）的路径规划问题是工业生产和物流领域的关键问题，其中多AGV 无碰撞路径规划是研究的难点。本文以实际工业生产现场为背景，提出一种改进的A* 算法，该算法利用切比雪夫距离对传统A* 算法的启发函数进行加权，显著地减少了A* 算法的搜索时间和搜索节点数，提高了传统A* 算法的路径搜索效率，并将改进的A* 算法和时间窗模型结合，通过时间窗模型提前预判多AGV 路径上节点占用情况，根据生产任务需求和AGV 离终点的远近程度，动态调整AGV 的优先级，有效地解决了多AGV 同时行驶时产生的死锁，碰撞冲突问题。试验结果表明，该算法在多AGV 进行动态路径规划时，路径的搜索效率得到显著的提高，路径冲突问题也得到有效的解决。

采用恒应变速率法对TA32高温钛合金板材进行超塑拉伸，研究了温度920~980 ℃和应变速率5×10^–5~1×10^–3 s^–1条件下材料的超塑变形行为，并分析了锥形件胀形过程的变形特征和微观组织演变规律。结果表明，TA32 合金具有良好的超塑性变形能力，温度920 ℃、应变速率1×10^–3 s^–1 时最大延伸率达到864%。温度为940 ℃和960 ℃时，受平面应力变形的锥形件高度较高，分别为90 mm 和92 mm；经过不同变形量的变形后微观组织变化并不显著。

对高强度航空齿轮齿根激光冲击强化数值仿真计算进行研究，提出激光冲击压力的数值计算方法，建立考虑激光入射角度的航空齿轮单齿的激光冲击强化有限元模型。仿真计算齿根处表层齿宽方向残余应力平均值为–603.97 MPa，与试验测得的齿轮齿根处表层齿宽方向残余应力数据平均值相差0.15%。通过仿真试验，揭示了齿轮齿根区域残余应力分布与激光脉冲能量、搭接率以及光斑半径之间的关联规律。结果表明，同深度层、齿宽方向残余压应力平均值大于齿廓方向残余压应力平均值。提高激光脉冲能量或搭接率均可提高表层残余压应力平均值，但提高激光光斑半径会降低表层残余压应力平均值；提高激光搭接率可以有效降低表层残余应力分布中的应力起伏现象，但过高的搭接率会大幅降低强化工艺效率，实际搭接率不应超过0.8。

采用TA18 钛合金为材料，在箱式电阻炉中对其进行不同温度热氧化处理。利用光学显微镜（OM）、XRD、维氏硬度计、36%~38%（质量分数）HCl 溶液浸泡、摩擦磨损试验机等试验手段考察试样组织形貌、物相、显微硬度、耐蚀耐磨损性。研究结果表明，TA18 钛合金热氧化后试样表面形成了氧化层，表层物相主要为金红石型TiO₂，随着热氧化温度升高，氧化层逐渐出现少量Al₂O₃。同时，500~850 ℃热氧化，随着热氧化温度升高，试样表面硬度逐渐提高，但超过800 ℃后随温度升高表面硬度反而降低。热氧化可提高TA18 钛合金耐腐蚀性和磨损，其中800 ℃是提高TA18 钛合金在36%~38% HCl 中耐腐蚀的最佳热氧化温度； 700 ℃是改善TA18 钛合金摩擦磨损性能的最佳热氧温度。

对来袭防空战术导弹进行干扰毁伤，实现载机的自卫防御是机载激光武器的重要应用方向之一。本文简要对国外主要防空战术导弹的发展历程、技术特点以及作战能力进行了概述，结合激光作用机理阐述了激光武器对导弹的干扰毁伤特点，在此基础上对机载平台自卫防御激光武器的作战应用能力需求进行了研究，描述并分析了目前机载激光武器发展现状，并对机载自卫激光武器的影响与挑战进行了综合评估分析。