针对GH4169材质的干气密封动环表面开展了纳秒激光加工螺旋槽工艺的试验研究。利用正交试验和单因素法，揭示激光功率、扫描速度、填充间距和重复频率对螺旋槽槽深和槽底粗糙度Ra的影响规律，确定合适的激光加工参数组合。结果表明，对GH4169合金表面螺旋槽深度影响最大的是激光功率，其次为重复频率以及扫描速度，对槽底粗糙度影响最大的是扫描速度，其次为重复频率和填充间距。采用激光功率18 W、扫描速度40 mm/s、填充间距0.005 mm、重复频率50 kHz时，加工后动环表面螺旋槽能够满足槽深7 μm、槽底粗糙度Ra≤0.8 μm的加工需求。
为研究8Cr4Mo4V轴承钢中渗碳体对基体力学性能及微裂纹萌生与扩展的影响，采用分子动力学方法系统分析了渗碳体的几何参数（如形状、尺寸、位置）对裂纹萌生和扩展的影响机制，并结合内聚力理论研究了界面裂纹扩展特性。研究结果表明：渗碳体显著提高了bcc-Fe基体的力学性能，渗碳体尺寸越小，它对基体力学性能的增强效果越显著；渗碳体的形状和位置对力学性能影响较小，但尖锐的夹杂加速了裂纹扩展，且夹杂的位置决定了裂纹的扩展路径；在bcc-Fe基体与渗碳体间的界面和错向角较大的孪晶界面，裂纹更难萌生。
提出一种混合润滑共形接触表面摩擦学特性演变加速试验设计方法。该方法基于“降黏加速”思想，保持粗糙峰接触状态不变，仅通过增加粗糙峰相互作用频率实现摩擦学性能的加速演化。在Plint TE-92摩擦磨损试验机上对所提加速试验设计方法进行了验证。实验显示常速工况（速度0.2 m/s，温度25 ℃， 试验时长20 min ）与加速后工况（速度0.4 m/s， 温度47 ℃， 试验时长10 min）的摩擦因数、三维形貌参数Sq与Ssk吻合较好，这表明加速试验10 min与未加速试验20 min的磨损效果相同。
为了提高聚醚醚酮（PEEK）的摩擦学性能，提出了“先改性，后成形”方法。通过紫外光引发将亲水性3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐（SPMK）接枝到PEEK粉体表面，再热压制备PEEK-SPMK复合材料，分析了PEEK改性后在不同工况下的摩擦磨损行为，揭示聚电解质SPMK粉体改性对PEEK复合材料摩擦学行为的影响机制和润滑机理。结果表明：SPMK粉体改性显著提高了PEEK表面的润湿性；PEEK-SPMK在生理盐水中的摩擦因数0.028和磨损率5.6×10-7 mm3/（N·m）较纯PEEK显著减小。
针对向心涡轮三维复杂叶片曲面气动优化过程中存在的几何调控难、控制变量多、寻优效率低等问题，基于直接操纵自由变形方法对向心涡轮流道和叶片多维度几何实施多自由度参数化，并引入预筛选代理模型辅助差分进化算法（Pre-SADE），结合python和流程自动化批处理脚本构建了数据驱动的向心涡轮全三维气动优化平台。对某向心涡轮开展流道-静/转叶片联合优化设计，结果表明，优化后向心涡轮导叶通道内马赫数明显降低，动静叶吸力面激波损失和分离损失减小，向心涡轮设计点绝热效率和流量分别提高了1.66%和1.7%，设计转速全工况效率特性均有所提升。该方法和平台在保证气动优化效果的同时，可有效减少优化变量和样本真实评估次数，显著改善寻优效率，满足向心涡轮快速、精细化优化设计需求。
新型轮缘驱动轴流泵（RDP）在运行过程中存在压力脉动现象，影响泵的运行性能和系统稳定性。采用数值模拟方法分析了不同转速和流量工况下RDP的外特性与内部流动特性。结合本征正交分解（POD）方法，通过时空特征分解提取主要能量模态，研究了转速和流量对叶轮叶片尾缘压力脉动的影响，揭示了非线性效应与动静干涉现象之间的关系。研究结果表明，不同转速对应不同最佳工况点，随着转速的降低，RDP的最佳工况点向低流量方向偏移；压力脉动主要受非线性动力学行为影响，叶轮叶片和导叶叶片之间的非线性干涉效应在低转速和大流量工况下更加显著。
在SiO2基体上分别制备了纳米结构（非晶及石墨烯纳晶）碳膜，利用自主设计的多物理场耦合往复式摩擦学实验装置，研究了不同纳米结构的碳膜在温度电场耦合作用下的摩擦学特性。室温下，纳米结构碳膜摩擦因数的主要影响因素为电场；摩擦副温度为200 ℃时，纳米结构碳膜摩擦因数的主要影响因素为温度。温度电场耦合作用下，非晶碳膜的纳米结构向纳晶结构转化，摩擦因数减小；石墨烯纳晶碳膜结构稳定，但碳膜磨损加剧导致摩擦因数波动较大。
综述了金属激光增材制造技术在高端装备制造中的创新应用与发展，介绍了其基本原理与优势，涵盖实现复杂结构的一体化制造、材料与结构的优化设计，以及部件的性能提升；探讨了激光增材制造技术在新材料开发、新工艺创新、新结构设计和新功能集成等方面为高端装备制造带来的创新机遇；分析了当前在高端装备制造领域应用金属激光增材制造技术所面临的挑战，如材料体系开发和新材料应用、制造装备开发、制造过程在线监测与质量控制技术，以及零件后处理等技术难题。最后，对高端装备应用金属激光增材制造技术的未来发展趋势进行了展望。
