大幅提升低成本变形镁合金的绝对强度是轻合金研究领域的关键瓶颈问题之一。本研究基于相图计算设计了一种包含低含量轻稀土元素的新型Mg–Sm–Ce–Mn系合金，通过低温挤压实现了近400 MPa的超高强度。Mg–0.8Sm–0.4Ce–0.4Mn（EM10，质量分数，%）合金经低温挤压后形成了双组态晶粒组织，并表现为典型的丝织构，动态析出了Mg₄₁（Ce，Sm）₅和Mg₁₂Ce微米第二相；低的挤压温度及高密度纳米第二相的析出，促进EM10合金的再结晶晶粒尺寸细化至约0.93 μm，同时在未再结晶区域内残留有高密度的残余位错；细晶强化、第二相强化、织构强化及位错强化的综合作用，使EM10合金的屈服强度可高达约379 MPa，同时保持约4.7% 的延伸率。继续提升Ce和Sm元素的含量，会引入更多的脆性微米级第二相，将损伤合金的塑性。因此，通过低温挤压工艺和成分优化，设计制备出了一种高强度Mg–0.8Sm–0.4Ce–0.4Mn 合金，相关结果可为低合金化、超高强度变形镁合金的制备提供理论指导。

Inconel 718常用于航空航天、汽车以及医疗设备领域，其高强度和低导热性造成大切削力和高切削温度，是一种典型的难加工材料。本文通过分离式霍普金森压杆试验得到了常温下Inconel 718的真实应力–应变曲线，通过高温硬度试验得到了该材料在不同温度下的热软化率。利用激光热导试验获取不同温度下Inconel 718的比热容和热导率，结合真实应力–应变曲线计算不同应变下的实际变形温度。利用热软化率将变温状态下的真实应力–应变曲线修正为等温状态下的应力–应变曲线，实现了应变和温度的解耦。基于Johnson–Cook 和Power–Law本构模型对上述试验结果进行了拟合，结果表明，在低应变率下Power–Low本构模型的拟合精度更高，而在高应变率下Johnson–Cook本构模型的拟合精度更高。最后通过有限元仿真探究了应变、应变率、温度单独作用下，Inconel 718材料力学性能的响应机制，发现应变对应力的影响最大，温度次之，应变率对应力基本没有影响。

强韧性匹配是金属基复合材料需解决的关键问题，强度的提升往往导致韧性损失，而混杂增强铝基复合材料可以综合各组元的优点，起到同时增强的协同混杂效应。为探索等温锻造工艺对混杂增强铝基复合材料力学性能的影响，采用真空烧结工艺制备了CNTs/SiC_p混杂增强Al–Cu–Mg铝合金复合材料，其CNT和SiC的质量分数分别为0.7% 和10%，分别在450 ℃、460 ℃、470 ℃进行了80%变形量的等温锻造加工，研究了等温锻造对复合材料微观组织和力学性能的影响规律。结果表明混杂增强铝基复合材料经过等温锻造加工后的塑性相比烧结态锭坯发生明显上升，材料经470 ℃等温锻造后同比具有最好的综合力学性能，相比烧结态锭坯的抗拉强度提升了48%，延伸率提升了260%。等温锻造后，组织中的絮状相及细长形SiC颗粒在垂直于锻造方向上发生流线型分布，对材料的拉伸力学性能起到了强化作用。本研究为后续新型高性能铝基复合材料的开发与应用提供一定理论支撑。

连续SiC纤维增强钛基（SiC_f /Ti）复合材料是未来高性能动力装置的关键材料之一。针对SiC_f /Ti复合材料中纤维与试样轴向载荷常存在一定偏轴角度的问题，通过室温拉伸、有限元模拟和断口表征研究了偏轴角度对SiC_f /TC17复合材料力学性能和失效机理的影响。根据SiC_f /TC17复合材料力学性能、断口形貌和应力分布可以定义一个临界偏轴角度，其数值约为1°。结果表明，随偏轴角度的增加，复合材料试样的抗拉强度下降，且当偏轴角度超过临界值时，抗拉强度下降速率增加。复合材料的失效机制与偏轴角度相关，当偏轴角度小于临界值时，试样断口由数个平坦的断面组成，纤维拔出和界面开裂程度都较低，纤维断面基本垂直于轴线，为典型的正应力断裂形貌；当偏轴角度大于临界值时，断口的起伏程度增加，纤维拔出和界面开裂现象都更加明显，部分纤维开始出现剪切断裂，表明拉剪耦合在断裂中起到重要作用。因此，对于SiC_f /TC17复合材料轴向试样而言，应将纤维与试样整体的偏轴角度控制在临界值内，以获得有效的性能测试数据。

近年来，高熵合金（HEAs）由于其独特的多主元设计理念和优异的性能获得了研究者的广泛关注。激光增材制造能够获得具有超细晶和多尺度结构的高熵合金，使其具有优异的力学性能。同时间隙原子的掺杂及增强颗粒的添加有助于进一步改善合金的强塑性，在航空航天高性能结构材料等领域应用前景开阔。基于此，首先介绍了选区激光熔化技术和激光定向能量沉积技术的原理和特点；然后，总结了间隙原子（C、B、N）及增强颗粒对激光增材制造高熵合金微观组织及力学性能的影响，并分析了各个间隙原子及增强颗粒对合金的强塑化机理；最后对激光增材制造高强塑性高熵合金的发展前景做了展望。

金属/复合材料界面胶接性能通过界面强度和界面韧性来衡量。优异的界面强度可以保证材料受到应力载荷时界面不会发生分层和开裂，优异的界面韧性可以增加裂纹扩展时的能量耗散。研究发现，增加胶接面积、提高界面活性，以及改善界面复合材料的浸润性可以有效改善界面胶接性能。此外，优化界面纳米增韧颗粒尺寸以实现机械互锁效应，以及设计金属表面的规则微结构来减少界面应力并延缓裂纹扩展，都能大幅度提高金属/ 复合材料界面强韧化性能。因此，本文从界面强化、界面韧性及界面强韧化3个方面，阐述了改善金属/复合材料界面胶接性能的最新进展，并对其未来的发展趋势进行了展望。

为分析不同影响因素对CFRP 砂轮高速外圆磨削稳定性的影响，采用铁木辛柯梁理论对具有阶梯特征的工件进行动力学分析，结合锤击试验测得砂轮动态特性，对高速磨削过程中的砂轮– 工件两自由度系统进行了磨削稳定性分析。在对阶梯工件进行动力学分析的过程中，发现阶梯特征对于动态特性的影响较小，误差小于2%。在稳定性分析中发现，不同的砂轮转速和不同的工件磨削位置均会影响磨削稳定性。磨削位置越靠近工件中心，工件刚度越弱，磨削稳定性降低易诱发颤振；而在靠近顶尖支撑的位置，由于工件刚度增强，该位置的磨削稳定性将同时受到工件和砂轮的动力学性能的影响。通过磨削试验验证了分析方法的有效性，试验结果表明，工件磨削位置的刚度差异将会影响加工表面质量，由磨削失稳导致的粗糙度增幅可达51.6%。

针对大曲率复杂芯模编织过程中机器人示教困难、织物编织角不稳定等问题，提出一种基于偏移补偿模型的编织牵引轨迹优化控制方法。首先基于不稳定编织阶段收敛距离的变换，建立预成型编织点预测模型；其次对芯模进行离散化处理，调整每一段离散芯模的轴线垂直通过动态编织点平面，修正每段芯模编织进给长度，利用芯模变截面过程的不稳定编织阶段进行芯模姿态调整，同时调整不稳定阶段牵引速度以更快达到稳定编织状态。试验结果表明，该轨迹优化方法能有效避免大曲率复杂芯模预成型体的纱线堆积和编织角波动范围大的问题，能够提高预成型体编织质量。

针对磨削过程中，磨粒间距和工件材料特性对工件表面温度的影响规律进行了有限元仿真研究，结果表明，随着磨削过程的进行，工件表面温度逐渐升高；磨削过程中，相比多磨粒磨削，单颗磨粒磨削的工件表面温度更低，且随时间增加上升速度更小；磨粒间距越大，工件表面温度越低且随磨削过程的进行变化速度越小；工件材料导热率越大，工件表面温度越低，当导热率大于1 W/（m·K）时，温度随导热率增大而下降的趋势不再明显；工件的比热容和密度对磨削温度的影响规律相似，随着比热容、密度增大，工件表面温度降低，且当比热容大于200 J/（kg·℃)、密度大于4000 kg/m³时，工件表面温度随比热容、密度持续增大而降低的趋势不再明显，且温度随时间推移而上升的速度下降。

γ–TiAl合金是一种极具应用潜力的金属间化合物材料，采用所设计的Ti–15.6Zr–11.0Cu–9.8Ni（质量分数，%）钎料对其进行钎焊，分析接头组织形貌及元素分布，测试接头微区的显微硬度及接头强度，得出Al 元素向界面发生扩散成为界面形成的主要驱动力；钎料元素Zr、Cu 和Ni 主要集中在近邻界面中心的部位。归因于晶粒组织粗大及硬度较高的网格状组织，钎焊断裂发生在界面中心部位。尽管界面靠近基体一侧出现了连续的Ti₃Al 相，但其塑性较好且硬度适中，因此有利于基体与界面之间力的传递和接头韧性。对接接头抗拉强度在室温下达到517 MPa，强度系数0.816。