航空发动机精锻叶片是典型的复杂曲面薄壁零件，针对榫头夹具装配精度提高的需求，提出多点柔性夹具设计方法。结合所设计夹具结构，对其装配精度进行评估优化。首先，基于六点定位原理探究不同装夹位置下铣削力对零件变形量的影响，进而对叶片装夹位置和装夹方式进行优化。然后，采用三坐标测量仪对其装配精度进行测量，发现叶片与叶盆定位柱、进气边定位柱接触效果较差，平面最大误差达0.0353 mm。最后，采取一体化加工策略对夹具装配过程进行优化。根据夹具装配精度测量试验结果可知，采用优化后的夹具工艺时，叶片榫头3个相邻平面的装配精度分别为±0.0049 mm、±0.0063 mm、±0.0063 mm，满足叶片榫头加工需求。

随着超结构的兴起和发展，力学领域中许多常规材料或结构难以实现的现象正逐渐成为可能。纤维增强复合材料具有优异的力学性能，可满足轻质、高强的结构设计需求。本文结合先进复合材料的性能优势、负泊松比超结构的反常行为，基于碳纤维增强环氧树脂复合材料和典型的内凹构型，采用组合模具经热压成型制备了一种复合材料负泊松比超结构（也称拉胀超结构）。进一步地，通过静动态冲击试验开展了拉胀超结构的变形失效及缓冲吸能行为研究，并进行了有限元分析。结果表明，该型超结构在不同特征方向（包括内凹方向（#1）、内凹垂向（#2）和面外法向（#3））具有不同的承载能力、失效模式和拉胀效应。具体为，#2 方向冲击时具有拉胀效应，失效模式以折痕断裂为主；#3 方向冲击时并未产生渐进失效，而是从粘接界面处发生冲击分离。相比于准静态情况，该超结构的失效模式发生了转变，使其冲击吸能、比吸能和负泊松比效应均被弱化。未来可进一步设计触发方式和增加填充材料，改善拉胀超结构的缓冲吸能效果，以期应用于冲击防护工程领域。

在工作过程中，转子发动机的缸体内部温度高、分布不均匀，易引起热应力、热疲劳等问题，影响发动机使用寿命。为了提高转子发动机工作时的安全性，延长其使用寿命，针对高温区温度过高的主要问题，基于转子发动机换热理论提出了加长翅片、栅格结构、铜铝一体化3种优化方法。在验证仿真正确性的前提下，使用Fluent 模拟了不同模型的换热过程。仿真结果表明，所提3种方案均能提高转子发动机散热性能，相比于未优化模型，加长翅片模型的表面积提高124.4%，散热效果提升4.9%，栅格模型的表面积提高158.5%，散热效果提升8.3%，铜铝一体化模型在结构和材料的协同作用下，散热能力提升15.2%。试验表明，合理优化翅片结构及材料能够提高转子发动机的散热效果。

航空航天装备正向着高机动、高航程和高承载的方向发展，对结构的轻量化设计提出了更高要求。点阵结构作为新型的低密度轻质结构，具有高比强度和高比刚度等优异的力学性能，在轻量化设计领域具有广阔的应用前景。但传统阵列法生成的点阵结构在进行复杂外形结构建模时，难以避免裁剪操作造成的点阵完整性破坏和应力集中等问题。本文利用隐式建模技术对点阵结构进行统一数学表征，提出了点阵共形设计方法，并结合尺寸优化技术实现了功能梯度共形点阵的设计。整流罩和蒙皮的设计试验表明，对共形点阵进行梯度设计可改善结构刚度，优化后的整流罩和蒙皮刚度分别提高了23.0%和60.5%，验证了所提方法在飞行器结构轻量化中的潜在应用。

作为一种能够有效提升机床加工范围和适应性的特殊刀柄，角铣头被广泛应用于飞机复杂结构件的加工。然而，其大长径比造成的弱刚度极易在实际加工过程中引发切削颤振，严重影响加工效率和精度。为此，设计了一种外装于角铣头的两自由度动力吸振器，旨在以最小化结构改动实现角铣头两正交方向的振动与切削颤振的高效抑制。基于实测角铣头动力学特性，建立了角铣头– 吸振器动力学模型。在此基础上，通过开展数值优化对吸振器的最优动力学参数进行求解。针对角铣头振型特征，采用图谱法对动力吸振器进行构型设计，并对样机开展有限元仿真。最后分别开展模态试验与切削试验，对动力吸振器的有效性进行验证。试验结果表明，加装动力吸振器后，角铣头末端频响函数峰值降低了73.5%，稳定切深增加了300%（主轴转速为1000 r/min时，由加装前的0.4 mm增至加装后的1.6 mm）。

为适用于大幅面材料的高效率镀膜，设计了一种宽幅矩形束斑冷阴极电子枪，对其关键参数进行了仿真，分析了阴极和阳极关键参数对电子束流品质的影响规律，获得了电子枪关键部件的最优尺寸。在组建的宽幅矩形束斑形貌检测平台上对所研制电子枪的关键参数进行了验证，试验结果表明，电子枪焦距为200 mm，电流密度达到10.3 A/m²，束斑长度为650 mm，宽度为15 mm，所设计的结构达到宽幅矩形束斑的发射要求。

针对飞机蒙皮在减薄过程中的振动问题，提出基于磁吸随动支撑夹具的薄壁件镜像铣削振动抑制技术。首先，利用有限元分析软件对不同铣削条件下工件的频响函数与振动幅值进行对比分析，确定镜像铣削振动抑制技术的原理，并在此基础上设计一种新型磁吸随动支撑夹具；然后，为了更有效地保证夹具的应用，建立考虑夹具俯仰夹角的轴向磁力数学模型，重点探究滚珠未与工件接触时铣削点处的动态响应，并确定最优支撑气压；最后，制得夹具实物并开展不同加工参数下的飞机蒙皮铣削加工试验。结果表明，当夹具夹紧工件且同时施加0.1 MPa的支撑气压时，工件的振动幅值显著减少，验证了所提抑振技术的有效性。

氮化硅陶瓷凭借其耐高温、耐磨损、高强度和优异的抗热冲击性能，已成为涡轮叶片、热防护系统和航空航天结构件的理想材料。然而，随着航空航天结构件向更高服役温度和轻量化方向的发展，氮化硅陶瓷在成型和性能方面的不足逐渐显现。此外，现有的性能检测多集中于常温、常压、瞬时状态等工况，难以反映氮化硅陶瓷在航空航天领域的真实服役性能，亟须改进。为解决这些问题，本文详细阐述了近年来氮化硅陶瓷在成型、性能检测、微观结构调控和力学性能等方面
的研究进展，探讨该材料在航空航天领域的应用现状，并提出相关建议以推动氮化硅陶瓷在航空航天领域的创新与发展。

高精度的测量数据是数字化预装配分析的关键，针对目前飞机组部件装配过程中运用数字化测量存在的各部门测量规划复杂、测量数据形式多样且无法溯源、数据管理及共享程度低等问题，提出飞机制造过程三维测量模型构建与数据管理方法。将测量规划中的测量特征、测量基准、特征离散、测量方法、偏差分析等内容整合起来构建三维测量模型，并通过数据管理系统实现结构化、统一化管理，从而指导各部门的测量实施，提高测量效率及数据共享程度。采用翼盒前缘组件进行应用验证，证实了三维测量模型构建与数据管理对飞机数字化装配工程应用的可行性。

为解决类V 型复合材料薄壁件切边加工过程中的振动问题，研究切削参数对切削力和工件振动的影响规律，基于中心复合响应曲面法设计了试验方案，探究了主轴转速、进给速度、切削深度对切削力和振动加速度的影响，建立了切削力和振动加速度的预测模型，并以最小切削力和最小振动加速度为目标对切削参数进行优化，得到了最优切削参数组合：主轴转速6000 r/min，进给速度400 mm/min，切削深度1.4 mm。研究结果有助于指导类V型复合材料薄壁件切边加工参数的选择，达到降低加工过程中的振动、提高加工表面质量的目的。