愈发严苛的服役环境对高熵合金未来在航空航天领域的应用提出更高要求，喷丸强化技术能够细化晶粒，改善材料表面完整性及疲劳性能，研究了喷丸强化对CoCrFeMnNi高熵合金疲劳性能的影响。选用陶瓷丸进行喷丸强化处理，采用X射线衍射技术测量了表面残余应力，并对试样进行了旋转弯曲疲劳试验。结果表明，喷丸强化在CoCrFeMnNi高熵合金表面引入了残余压应力，最大值为437 MPa。 450 MPa下，CoCrFeMnNi高熵合金寿命延长至原始试样寿命12倍左右，疲劳极限从245 MPa提升至400 MPa，疲劳寿命得到显著提升。此外，喷丸强化处理改变了高熵合金试样的裂纹萌生位置，喷丸试样的疲劳裂纹萌生于材料表面的下表层，原始试样的疲劳裂纹则起始于材料表面。

针对受外界干扰、执行器故障及环境交互影响的工业机器人系统，提出一种位置控制为自抗扰的工业机器人变导纳自适应主动容错控制方法。首先，设计自抗扰控制器，在实现位置跟踪的同时消除外部干扰对执行器的影响。其次，为获得实际作业中除外部干扰的关节内部精确故障信息，在位置控制基础上引入自适应主动容错机制，对机器人的控制过程中出现的故障进行检测和补偿。最后，利用变导纳控制器，通过在线调整导纳参数实现对机器人的末端柔顺性能的优化，以提高机器人系统的稳定性。经过仿真验证所提方法能够有效提高工业机器人的容错能力和柔顺性，在机器人控制过程中具有良好的鲁棒性和可靠性，为工业机器人的智能化和自动化提供了新思路和方法。

化铣激光刻型工艺是飞机蒙皮加工的重要方式，目前尚缺乏在机测量方法来检测激光刻型的精度与质量。针对此问题，提出了基于线激光的化铣激光刻型在机精度检测方法。首先，基于齐次坐标变换建立了五轴激光刻型机和线激光传感器的运动学模型，确定激光测量坐标系与工件坐标系之间的变换关系，据此获得刻型线扫描点云。然后，基于模板匹配提取单帧刻型槽截面轮廓特征，并通过Levenberg-Marquardt算法求解刻型线槽宽、槽深以及位置信息。再通过点云分割、轮廓匹配和轮廓误差计算方法得到激光刻型的轮廓误差。最后，通过激光刻型在机精度检测试验验证所提出方法的有效性，试验结果表明，该方法能够有效评估刻型线的均匀性和轮廓精度，为加工误差溯源、工艺改进和提高刻型线的轮廓精度提供了重要参考依据。

TC4ELI钛合金具有优异的强塑性以及损伤容限性能，广泛地应用于飞机的整体承力构件。但是通过增材制造的方法制造的TC4ELI钛合金构件，由于其不同的原始β晶粒形貌以及显微组织，往往需要采取与锻件不同的热处理方式。因此，系统地研究了激光增材制造TC4ELI 沉积态组织，以及高温退火对激光增材制造TC4ELI的显微组织和力学性能的影响，来得到适合于增材制造TC4ELI的热处理方式。结果表明，随两相区退火温度上升，初生α相宽度增加而含量下降，且有此初生α相析出，而单相区退火后，仍为超细网篮组织。经过两相区高温退火后的TC4ELI 钛合金，其显微硬度下降，抗拉强度略有增加，屈服强度略有下降，塑性变化不大，各向异性改善不明显，而单相区高温退火后，强度略有增加，塑性剧烈下降。不同于锻造TC4ELI的单相区高温退火，增材制造TC4ELI在两相区双重退火强塑性匹配更优。

电解加工适用于包含复杂型腔的难加工材料整体构件的高效加工，但复杂型腔电解加工时加工余量的分布需进一步深入研究。针对阴极曲面上各点法向与进给方向夹角不同时工件成形过程存在差异的问题，对阴极建立特定夹角处加工间隙的微分方程，模拟不同法向与进给方向夹角，并采用规则形状阴极开展直流电解加工和脉冲振动耦合电解加工工艺对比试验，以优选合适的微分方程模拟复杂型腔在上述加工模式下的成形过程。研究成果已应用于闭式整体叶盘叶间流道的电解加工。

表面微坑阵列在机械密封、摩擦磨损、表面润滑、传热散热等方面有巨大作用。为了能在GH4169镍基高温合金上射流电解加工微坑阵列，通过测试合金在不同溶液中的极化曲线，优选了射流电解加工合金的电解液，并在此基础上设计试验，探究了加工电压、射流速度对射流电解加工微坑的影响规律，并通过优选工艺参数加工出微坑阵列。最后，以质量分数10%的NaNO₃溶液为电解液，以加工电压25 V、射流速度10 m/s加工出平均深径比为0.376、深径比标准偏差为0.004372的加工精度高、一致性好的微坑阵列结构。

面向高精度钛合金螺栓滚压工艺参数选择的难题，建立了螺栓根部圆角滚压的有限元仿真模型，研究了螺栓根部圆角滚压后残余应力的分布规律，分析了滚压速度、滚压时间、摩擦系数、涂层厚度及滚压力对残余应力分布的影响，获得了优选的滚压工艺参数组合。同时，在仿真结果的基础上，以根部圆角滚压残余应力积分中值最小为目标，建立了滚压强化工艺参数及残余应力的优化数学模型，获得了优化后的高精度螺栓根部圆角滚压强化工艺参数，并进行了有限元仿真和试验验证。研究结果为高精度螺栓的圆角滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。

合金钢在经过渗碳热处理后会在表面形成变质层。在表面变质层内，材料的力学性能沿深度方向发生变化。针对渗碳热处理后的18CrNiMo7–6合金钢的表面变质层，提出了确定Johnson–Cook损伤参数分层测试方法。通过对材料变质层进行分层线切割，得到不同变质层深度下的薄板试样；为获得不同应力三轴度下的拉伸结果，预制了不同断裂方向的拉伸剪切试样，通过试验与仿真相结合的方法，确定了考虑应变累积效应的应力三轴度并测定了材料失效应变与应力三轴度的关系；采用宽脉冲拉伸系统测定了拉伸试样的失效应变与应变率的关系。研究结果表明，同一层材料的失效应变随应力三轴度的增大而减小，在同一应力三轴度水平下，失效应变随层深增大而增大；不同层深处的试样均具有明显的应变率弱化效应，且在同一应变率水平下，失效应变随层深增大而增大；基于测量参数的拉伸过程数值仿真与试验数据的对比验证了所测定参数的准确性。

针对某型飞机机身用TC21钛合金回转体部件激光冲击强化残余应力分布问题，采用有限元数值模拟方法系统研究了搭接率、激光能量、冲击次数对其径向、周向及轴向残余应力分布的影响。研究结果表明，激光冲击强化对残余径向应力几乎无影响，仅对周向和轴向残余应力影响明显。低搭接率激光冲击下回转体芯部存在明显的应力集中，但会随着搭接率的增加而改善。激光冲击在回转体内部诱导的残余应力层深度对激光能量和搭接率不敏感，仅在提高冲击次数时出现一定的增加。TC21钛合金回转体部件最佳激光冲击强化工艺应选用50% 搭接率和2次冲击，但激光能量需要根据部件的实际服役应力情况而定。

针对某一典型吸波蜂窝材料，采用粉碎齿刀具在不同切削参数下进行高速铣削试验，从切削力、加工表面质量、切削功率、切削温度等角度分析铣削参数对加工过程参量的影响规律，进而确定吸波蜂窝高速铣削的优化工艺参数。研究表明，提高切削速度有利于降低切削力和改善表面加工质量，当进给速度、切削深度或切削宽度增大时，因单位时间内材料切除体积增大，导致切削力和切削温度升高，造成表面缺陷加剧。以抑制毛刺缺陷形成为主要目标时，综合考虑工艺参数对切削力、切削功率和切削温度的影响，推荐优化工艺参数为主轴转速16000 r·min^–1、进给速度4000 mm·min^–1、切削深度10 mm和切削宽度15 mm。研究结果可为粉碎齿刀具高速铣削吸波蜂窝材料的工艺优化提供数据参考。

针对大型复合材料构件机器人铣边站位选取不合理导致加工质量低下的问题，提出基于最优刚度的单机器人多工位铣边站位优化方法。通过机器人运动学正逆解求得机器人刚度，建立与机器人站位相关的刚度函数模型。对不同站位下的机器人铣边任务进行分配，并通过基于刚度的站位优化算法开展机器人铣边站位优化研究，获得机器人刚度最优的一组站位。机器人铣边试验验证了机器人铣边站位的优化效果。结果表明，相比优化前，基于最优刚度的站位优化可显著提升机器人铣边稳定性，使铣边加工表面粗糙度降低33%以上。

针对复杂曲面零件的磨抛过程中曲率半径对机器人砂带磨抛加工中型面精度的影响，开展基于多曲率半径镍基高温合金的机器人磨抛加工试验研究。主要探究不同曲率半径的试验件的磨抛加工性，对不同曲率半径的镍基高温合金试验件进行砂带磨抛加工设置相应的砂带粒度和磨抛工艺参数，采集试验件的材料去除深度，并对试验结果进行研究分析。试验结果表明，曲率半径的变化对材料去除深度存在着一定的影响，在曲率半径由大到小的变化中，材料去除深度也随之增加，即材料去除深度与曲率半径呈负相关关系。基于多元非线性回归模型提出关于砂带粒度、进给速度、接触力、工件曲率半径等影响因素的机器人砂带磨抛材料去除深度预测模型，模型的平均预测误差为1.45 μm，准确率达到91.04%，预测误差区间为–5.34~4.57 μm，并对预测模型进行显著性检验，表明该预测模型可为实际机器人砂带磨抛加工前期工艺参数设计提供重要的理论支持。