民用飞机健康管理技术是保障航空安全、提升运维效率的有效手段，健康管理技术的实施离不开高效、先进的故障诊断技术。基于面向民用飞机典型系统健康管理的故障诊断技术发展需求，本文系统梳理了面向民用飞机健康管理的故障诊断技术方法，从模型驱动、知识驱动、数据驱动3个维度展开深入分析，进而总结各维度技术方法的优势、不足及适用场景，给出各维度技术的融合方法应用框架，并展望了民用飞机健康管理的整体发展趋势，为国产民用飞机健康管理技术的工程化应用提供理论参考与优化路径。

碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon fiber reinforced polymer，CFRP）凭借优异的比强度–刚度特性、耐环境腐蚀性及结构可设计性，已成为新一代航空飞行器主承力构件轻量化设计的核心材料体系。然而，受材料本征各向异性力学行为与层间界面弱结合特性制约，CFRP构件在装配过程中易因制造公差累积效应与装配协调性要求，诱发变形与应力集中，严重时会导致纤维/基体界面脱黏、层间剪切失效及基体微裂纹扩展等不可逆损伤。本文面向飞机复合材料壁板装配应力协调控制需求，综合考虑装夹定位、间隙补偿、机械连接等关键工艺环节，从定位布局优化与在线调控、间隙测量与填隙补偿、连接工艺控制等方面，综述了国内外相关技术研究和应用现状，指出了复合材料壁板装配应力控制技术未来发展方向，为复合材料柔性部件少/无应力装配提供参考。

针对航空航天低频噪音问题，将微穿孔板（Microperforated plate，MPP）和三周期极小曲面（Triply periodic minimal surface，TPMS）进行复合设计获得MPP–TPMS 夹芯结构，实现了对中低频噪声的高效吸声，同时保持了轻量化与紧凑性优势。选用TPMS 结构中的Primitive 结构作为结构芯材，可通过设计穿孔板– 腔体单元，形成亥姆霍兹共振器阵列。基于微穿孔板吸声理论和Johnson–Champoux–Allard 等效流体理论，建立MPP–Primitive 夹芯结构的吸声理论模型，探究局部共振效应和热粘滞耗散机制在声波衰减中的耦合作用。利用熔融沉积成型（Fused deposition modeling，FDM）技术制备样品，采用声阻抗管测试和有限元仿真，探究了微穿孔板、Primitive 单元体尺寸、腔体厚度、MPP 孔径对吸声特性的影响。结果表明，MPP 结构与TPMS 结构的组合设计，激活了结构中亥姆霍兹共振腔吸声机制，大幅提升吸声特性，吸声频带向低频区域移动，吸声峰值接近1；通过增大Primitive 单元体尺寸，有效扩张共振腔体积，降低低频声阻抗，增强与低频声波声阻抗匹配，从而提升低频声波吸收效率；通过减小MPP 孔径，使吸声峰峰值得到提升并向低频迁移；增加Primitive 腔体厚度，延长声波传播路径，通过增强粘滞耗散与热传导效应将亥姆霍兹共振峰向低频迁移。这项工作为亚波长低频吸声MPP–TPMS 复合吸声超材料制备提供了设计参考。

4D打印力学超材料作为一类具有智能响应特性的结构材料，通过可编程微观结构和多材料复合设计，实现了对力学性能的动态调控与环境适应能力。4D打印力学超材料在性能维度上展现出独特优势，但在航空航天复杂服役环境中的工程化应用仍面临诸多挑战。本文梳理了4D打印力学超材料在航空航天领域的应用现状与研究进展，阐述了4D打印的基本概念、力学超材料的基本概念、4D打印力学超材料的研究进展及在航空航天领域的应用，指出当前面临的多尺度制造精度、复杂结构实现及性能稳定性等科学与技术挑战，并展望了未来在高性能智能材料开发、计算模拟与优化设计方法等方面的研究重点，揭示了4D打印力学超材料的跨学科性质。4D打印力学超材料有望推动航空航天技术向高效能、高可靠性和智能化方向发展，为相关领域的技术创新提供重要支撑。

力学超结构凭借其优异的力学性能，在航空航天等领域应用前景广阔。然而，当前力学超结构的制备普遍依赖于增材制造技术，导致其性能固化、调控手段受限。为解决这些问题，本文提出一种基于L 形组件的可编程离散组装方法。该组件具备几何兼容特性，通过改变空间排布，可实现Octet、FCC、Cuboctahedra 3 类典型晶格的通用组装与拓扑互换，突破传统组装方法构型单一的限制。制备上采用3D打印与机械连接相结合的混合工艺，实现了无支撑打印，同时兼顾高制备效率与低成本效益。本研究通过有限元仿真系统探究了3 类离散组装超结构的力学特性，明确了晶格拓扑与刚度、强度及能量吸收性能的内在关联；进一步提出软– 硬层混杂与局部硬化两种性能调控策略，并深入分析了不同杂化布局对力学特性的影响。本研究为超结构力学性能调控提供了新路径，有望为航空航天等领
域大尺度结构的性能定制与轻量化设计提供新思路。

传统电磁吸收材料的电磁性能固定，难以适应环境电磁背景随时间和空间的动态变化。随着合成孔径雷达（SAR）等高分辨雷达成像系统的发展，目标与环境之间的电磁反射差异可被精确识别，显著提高了目标暴露的风险。为实现成像条件下伪装，亟须发展在微波段具备动态调控能力的电磁吸收材料，通过调控其电磁响应特性与环境保持一致，从而降低可探测性。随着新型材料与器件体系和形变调控机制的发展，使得宽频带、大调制深度的电磁吸收调控逐渐成为可能。本文综述了石墨烯、二极管、流体等代表性材料体系以及机械形变调控方案在电磁吸收调控方面的研究进展，分析了各类技术电磁调控机理，并对拓展电磁调控带宽、扩大电磁调控幅度的设计策略进行了总结。最后对动态调控电磁吸收材料未来发展方向进行了展望。

声学超材料在中低频噪声控制中的优势受到广泛关注，而实际应用环境对其结构承载性能提出了更高要求。本研究通过将点阵增强结构中的板格结构引入亥姆霍兹共振腔，设计出通风消声承载超材料（Ventilated acoustic attenuation-bearing metamaterial，VAABM）。VAABM样品由熔融沉积成型技术（Fused deposition modeling，FDM）技术制备，其低频消声性能由传递矩阵法进行计算，并通过有限元仿真和声阻抗管测试得到验证。结果表明，其在674 Hz和1078 Hz的传递损失分别达21.3 dB和33.8 dB，在642~1600 Hz频段传递损失大于10 dB。并对超材料关键结构的几何参数对VAABM 的消声性能的影响进行了研究，其消声性能主要来自共振效应。此外，还讨论了VAABM 的力学性能，并且对比了其和两种经典TPMS 结构的力学性能，结果表明，VAABM的承载能力和尺寸稳定
性更加优越。VAABM 的多功能化使其在管道噪声控制领域具有广阔的应用前景。

传统树脂基复合材料的热导率较低，导致复合材料机匣热阻大、散热慢，存在传热困难、局部温度过高、材料发生软化和结构失效破坏的瓶颈难题，严重制约了复合材料在直升机传动机匣上的进一步应用。有鉴于此，开展金属增强的树脂基热塑性复合材料机匣的热性能优化研究，研究表明，与传统铝合金机匣相比，金属增强复合材料机匣保持了良好的散热性，且质量减轻了15% 左右；与纯树脂机匣相比，最高温度表现降低了69.4%，金属增强的复合材料机匣散热方案有效提升机匣散热性能。

航空用扩口式管接头广泛应用于飞机的液压系统、燃油系统和气压系统中，在管路系统中起到连接和密封的作用，工程中振动工况下扩口式管接头容易出现流体泄漏现象，横向振动是导致螺纹松动与密封失效的主要载荷形式。本文建立了扩口式管接头振动、密封面微观接触和泄漏率计算的全过程耦合分析框架，系统研究了横向振动条件下密封界面接触应力分布及泄漏率演化规律。研究结果表明，横向振动导致密封面接触压力由均匀周向分布转变为非均匀分布，接触面积减少，振动方向一侧泄漏通道显著扩展，振动10 个周期后泄漏率是初始值的2.68 倍。本文系统研究了不同螺栓预紧力、振幅、表面粗糙度和介质压力条件下，扩口式管接头在振动后的泄漏率变化规律，根据研究结果建议扩口式管接头设计拧紧预紧力大于4180 N，密封面表面粗糙度小于1.6 μm，并在扩口导管与管接头
连接区域附近布置卡箍以降低振动对扩口导管的影响。

采用B–Ni73CrSiB–40Ni–S 钎料对镍基高温合金GH3030 和GH4648 进行连接，系统研究了不同钎焊温度对GH3030/GH4648 钎焊接头组织和力学性能的影响。对母材的硬度和接头的微观形貌、成分、拉伸强度分析，结果表明，采用B–Ni73CrSiB–40Ni–S 钎料可实现GH3030/GH4648 钎焊接头的有效连接，Cr、Si、Fe、Ni 4 种元素加强了钎料与蜂窝的结合；钎焊温度对接头组织和力学性能有显著影响。当钎焊温度较低时断口产生塑性断裂；钎焊温度为1080 ℃时断口具有一定的塑性变形能力，此时接头的拉伸强度最高。随着钎焊温度升高，脆性化合物增多，使接头力学性能大幅降低；断口形貌结果表明，在断口处发生了准解理断裂以及准解理断裂混合微孔聚集型断裂两种断裂方式。

研究了TiB_w/TA15 复合材料固溶– 时效热处理过程中的显微组织演变及持久和蠕变变形行为。结果表明，硅化物形态、尺寸和析出位置受热处理时效阶段温度、时间、晶体缺陷及持久/ 蠕变变形过程的影响。较高的时效温度和较长的时效时间及热处理后位错等晶体缺陷的存在是大颗粒硅化物析出、聚集的主要原因。适当提高时效温度可促进α₂相细小弥散析出，延长时效时间使得α₂相存在粗化聚集倾向。热处理后持久和蠕变性能受硅化物和α₂相的共同影响，其中硅化物大量析出和大尺寸硅化物的存在会降低复合材料的持久断裂时间。持久变形过程中位错运动主要发生于α片层内，晶内α₂相及晶须增强相有效地阻碍了位错运动。持久变形过程中晶须断裂引发的裂纹扩展是造成复合材料持久断裂时间整体偏短的主要原因。在650 ℃ /100 MPa/100 h的测试条件下，TiB_w/TA15复合材料的蠕变过程受α 晶内、β 晶间位错运动及析出相与位错相互作用的共同影响。

为了降低CFRP/Ti6Al4V 叠层结构的钻削温度，提高钻削质量，利用超临界二氧化碳（Supercritical carbon dioxide，ScCO₂）对润滑油具有高溶解性的特点，提出了低温微量润滑（Cryogenic minimum quantity lubrication， CMQL）工艺，进行了CMQL 系统油滴雾化效果测试和输出温度测试，开展了CMQL 条件下CFRP/Ti6Al4V 叠层结构的低频振动钻削试验，分析了CO₂ 压力对切削加工性的影响。结果表明，增加CO₂ 压力可以提高CMQL 装置的雾化效果和冷却能力，压力增加至8 MPa，CO₂ 为超临界态，其输出温度可低至–80 ℃以下；系统压力从5 MPa 增至9 MPa，CFRP 与Ti6Al4V 层的钻削温度分别降低了15.91% 和50.78%，轴向力分别增大了65.22% 和20.26%，扭矩分别减小了23.33% 和16.77%；Ti6Al4V 层的出口毛刺高度降低42.04%，CFRP 出口分层因子减小5.41%；在压力为7 MPa、8 MPa 和9 MPa 时，CFRP/Ti6Al4V 叠层结构可得到较低的孔壁粗糙度。