蒙皮等整体薄壁件广泛应用于航空航天关键装备。但该类薄壁件在装夹约束下局部刚度在空间中通常呈非均匀分布，且加工过程中刚度时变，为高精高效稳定加工带来了困难。针对该问题，建立了双侧固定夹持约束的薄壁弧板件有限元离散分析模型，基于Ansys Workbench静力学仿真构建了位置关联的工件局部刚度分布模型，并利用“单元生死”技术开展离散加工仿真，揭示了加工过程中薄壁件刚度的演变规律。结果表明，双侧固定夹持约束下，薄壁弧板件局部刚度在表面呈类马鞍型分布，变化梯度高达54.38%，近约束区局部刚度最高；工件中部存在刚度强化区。单次加工过程中，工件局部刚度变化呈现非单调的位置关联特性，且中部刚度强化区仍然存在；随加工阶段深入，不同位置刚度差异进一步增大，刚度最大下降约69.97%，变形极差最高可达0.2619 mm，对加工精度影响不可忽视。

基于宏观有限元法与微观相场法，构建了用于激光沉积制造TC4钛合金梯度组织的多尺度模拟模型。利用该模型，成功预测了采用不同的空间布局和不同的工艺参数所沉积的梯度组织演化过程。结果表明，在先用大光斑高能量密度沉积，后小光斑–低能量密度沉积的梯度组织中，晶粒总体上由粗大柱状晶过渡到细小柱状晶。梯度组织的形成机制包括粗大柱状晶界面的形成，细小柱状晶的形核以及细小柱状晶继续外延生长与竞争生长。采用平行方向沉积后，在粗大柱状晶顶部生长出细小柱状晶或形成新的细小柱状晶。采用垂直方向沉积后，在粗大柱状晶侧面形核垂直生长出T 字形细小柱状晶。最后进行了TC4梯度组织的激光沉积制备，发现该梯度组织的形貌及生长趋势与模拟结果一致。

碳纤维增强复合材料（CFRP）螺栓连接结构，凭借其良好的可拆卸性与轻质特性，在航空航天领域展现出应用潜力。然而，该结构在多源装配变量影响下的变形分析问题，一直是制约其广泛应用的技术瓶颈。鉴于此，本研究针对CFRP 螺栓连接结构变形分析，提出了一种名为“碳纤维增强复合材料– 螺栓连接– 生成对抗网络”（CFRP–BJ–GAN）的分析框架。该框架首先引入基于关键特征统计参数的多尺度几何偏差建模方法，精确捕捉结构在不同尺度下的变形特征。随后，通过引入先进的ViT 编码器架构，实现对多种异构数据的深度整合与高效处理，从而提升变形预测的精度与效率。试验验证结果显示，CFRP–BJ–GAN 框架在所提出的评估指标上均优于传统数值模拟方法，且单次预测耗时仅需8 s，显著提高了分析速度。因此，本研究提出的CFRP–BJ–GAN 框架为解决CFRP 螺栓连接结构的变形分析问题提供了一种高效、准确且实用的解决方案。

以航空发动机转子为研究对象，对其装配过程的误差传递和精度预测方法进行研究，提出了数字孪生驱动的转子装配精度动态预测与优化方法。该方法将转子装配过程分为实体、虚拟两个空间，以及零件、组件两个层级，建立了装配偏差表征模型和装配精度动态预测与优化模型，融合了虚实孪生数据的动态预测与优化技术，可实现对转子任意装配节点的动态监测及后置装配节点的工艺优化。试验结果表明，该方法对转子形心偏心的预测偏差<6%，平均偏差为3.61%；偏心角度预测偏差<5°，平均偏差为2.94°。采用该方法优化装配后的转子同轴度相较传统方法提升约16%，有效提高了航发转子的装配精度，可为航发转子装配工艺优化调控提供理论支撑。

针对飞机总装排程算法对资源约束考虑不足导致计划无法执行的问题，充分考虑空间约束、人员资质约束、资源对工序可执行性的影响，提出一种资源加权改进算法：在传统资源约束上，添加并行工序引发的动态空间竞争约束，优化作业空间连续性；添加人员资质多样化约束，减少人力冗余以适应实际生产；创新性地构建物料–工序–空间耦合网络（Material–process–spatial coupled network，MPSCN），利用熵值法计算资源在工序网络的权重，量化资源对工序执行的影响。以最小化完工时间为目标，将空间和人员约束引入遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）的适应度函数，并将工序权值引入初始解生成阶段，得到资源加权的改进遗传算法（Resource-weighted improved genetic algorithm，RW-IGA）和粒子群算法（Resource-weighted improved particle swarm optimization，RW-IPSO）。结果表明，RW-IGA 较GA 工期均值缩短9.26% ；RW-IPSO 较PSO 工期均值缩短1.62%。随着种群规模增大，二者优化提升率均值为1.32% 和2.03%。4 种算法对比，RW-IGA 优化效果最优，最高优化百分比达15.42%。

渐进成形技术凭借高柔性特征成为板材成形的重要发展方向，但单点渐进成形仍面临成形精度不足、成形质量欠佳及成形自由度较低等瓶颈问题。双面渐进成形技术通过主从工具头协同运动，突破单点成形桎梏，尤其适用于航空航天曲面薄壁异形件的制造。本文系统梳理该技术的研究体系，重点围绕成形设备开发、工艺参数优化与成形缺陷调控三大方向，从多轴联动轨迹规划、闭环反馈控制、成形工具头类型、多物理场耦合等维度剖析技术发展现状。结果表明，双面渐进成形可显著提升成形精度，但高自由度工具头耦合机理、复杂曲面零件质量一致性及磁、热、超声等磁场加载仍存在技术难题。未来需融合数字孪生等技术构建智能闭环控制系统，推动装备向高精度、智能化发展，同时探索渐进成形与增减材集成自动化产线模式，为复杂曲面构件制造提供新范式。

本文设计了一种低密度高强Al–Mg–Zn–Cu 合金，并研究了喷射锭坯的热变形行为；利用Gleeble–3500 热模拟试验机测试了该合金在不同热变形条件下的应力– 应变曲线，构建了应变补偿本构方程，绘制了不同变形量下合金的热加工图；建立了以Z 参数表示的Arrhenius 本构方程，所预测的变形应力与试验值线性相关系数达到0.995，说明拟合情况良好，根据不同变形量的热加工图，发现流变失稳区和功率耗散系数低谷区均集中在高应变速率区和高变形温度区，最佳热变形工艺参数范围为380 ~ 420 ℃、0.001 ~ 0.1 s^–1。在最佳热变形工艺参数范围内的喷射锭坯挤压带板组织中，喷射锭坯内部孔隙机械焊合，未见流变失稳特征组织，挤压带板密度为（2.676 ± 0.006） g/cm³，经140 ℃/40 h 时效后试验合金喷射锭坯挤压带板抗拉强度为（552 ± 8） MPa，屈服强度为（423 ± 4） MPa，断后伸长率为13.5% ± 0.9%，断面收缩率为41.0% ± 1.7%。试验合金喷射锭坯挤压带板兼具高强度与低密度，在构件轻量化方向具有应用前景。

新型Ti–3773 合金采用激光自熔焊接试验，利用XRD 衍射分析仪、光镜、扫描电镜、硬度计与万能拉伸试验机研究了其焊接性能和力学性能；通过极化曲线测定，研究了其腐蚀性能。结果表明，新型Ti–3773 合金激光自熔焊接最佳的焊接参数范围：焊接功率为2300 W、2400 W、2500 W，焊接速度为10 mm/s ；焊接功率为2600 W、2700 W、2800 W，焊接速度为14 mm/s。Ti–3773 合金经最佳参数焊接后，焊缝中心由单一粗大的β 相组成，在热影响区组织转为细小的β 晶粒和少量的弥散α 相；焊接接头的抗拉强度平均值是母材的71.38%，伸长率平均值是母材的265.67%，焊接接头表现出更好的塑性变形能力。热影响区部位因β 晶粒细小造成细晶强化以及α 相析出的沉淀强化，其硬度达最高。热影响区的耐腐蚀性能最差，其腐蚀电流密度达3.6191×10–7 A/cm²。Ti–3773 合金焊接后，不同区域的耐蚀性表现为：母材> 焊缝区> 热影响区。

搅拌摩擦焊（Friction stir welding，FSW）作为先进固相连接技术，广泛应用于航空航天等领域，但高熔点合金连接对搅拌摩擦焊的发展提出了新的挑战。辅助热源的外加能场辅助搅拌摩擦焊技术可以有效解决高熔点合金搅拌摩擦焊过程中存在的问题，同时该技术也具有扩展工艺窗口、提高力学性能、降低焊接顶锻力与减少搅拌头磨损等优势。本文总结了迄今为止针对高熔点合金辅助热源搅拌摩擦焊的各类研究工作，涵盖感应辅助、激光辅助、电流辅助、电弧辅助及背部加热辅助等多种辅助方式；梳理了这些研究取得的主要成果，包括增加热输入、降低焊接顶锻力、改善微观结构以及提高接头力学性能等，并对该领域未来的研究方向进行了展望。