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。
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。
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。
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。
为研究射流管阀喷嘴-接受器前置级长期服役后，冲蚀磨损及气穴气蚀现象造成的微缺陷对流场流动规律和流体能量转换特性的影响，利用显微粒子图像测速技术对原始介观尺度近距离射流冲击微缺陷靶板时方腔内的流动结构和涡旋分布进行直接试验观测，探究了微缺陷大小、形状与位置对涡旋形态及其演化规律的影响，揭示了方腔内涡核分裂与归一现象背后蕴含的机理。研究结果表明：壁面微缺陷的存在直接影响壁面射流能量的传递与耗散，导致射流间隙和方腔内的涡旋结构和能量分布与无缺陷时显著不同；随着微凹坑尺寸的增大，两侧方腔内类圆形涡旋对呈现出逐渐分裂并远离底部壁面的趋势；而随着微凸起尺寸的增大，两侧方腔内类茧形涡旋对呈现出逐渐归一并靠近底部表面的演化规律。
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。
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。
综述了服役环境影响下的材料载流摩擦学行为研究进展，重点总结了环境湿度、温度、气体成分，以及横风、气压等因素下的载流摩擦学性能及电弧的动态衍化行为；阐明了不同服役环境下的载流磨损机制以及受影响产生的水、冰、氧化膜等第三介质对摩擦副磨损损伤及电弧侵蚀的作用机理，揭示了外界环境因素与载流摩擦副材料损伤之间的内在关联，以推动载流摩擦理论的发展。
为探明等离子体处理对45钢材料力学性能的影响规律，采用试验与分子动力学模拟相结合的方法，对处理前后45钢材料力学性能的变化进行对比研究。试验结果表明：等离子体处理后，45钢材料硬度和拉伸力学性能明显下降；在1、5、10 min的处理时间下，纳米硬度分别降低12%、21%和28%，且处理时间越长，改性效果越好，并且改性效果的持续时间均长达20 h以上；拉伸试样厚度为0.1、0.15、0.2 mm时，抗拉强度分别降低3.3%、4.5%和5.3%，断后伸长率分别降低39.69%、42.17%和42.49%。分子动力学仿真结果表明，等离子体改性降低了45钢材料中Fe-Fe键的数量和强度，导致材料屈服强度和表面硬度降低，与试验所得结果基本一致。
面向航空航天、微机电系统、生物医学和核能等高新技术领域对金刚石工程表面的高使役性能需求，以及金刚石在高载/与黑色金属接触等条件下易发生石墨化和非晶化弱化转变、常规金刚石表面摩擦状态差等关键难题，提出金刚石表面石墨烯的“原位瞬时转化”新思想，发明激光诱导-飞轮机械解理方法，并在大气环境中稳定形成了一种独特的金刚石-纳米石墨-石墨烯共价结构。试验表明新结构协同了金刚石、石墨和石墨烯的优异性能，为金刚石工程应用瓶颈问题提供了新的解决途径，并有望为金刚石、金刚石涂层、石墨烯及全碳器件在机械、电子、航空航天等领域开辟新的应用前景。
为精确量化湿式摩擦元件的温度场失效概率问题，先建立热-机械耦合仿真与单对粗糙峰接触模型实时交互的宏微观摩擦模型获取温度，再构建温度场失效概率统计模型。利用核密度估计建立失效参数的概率密度函数，采用蒙特卡罗模拟进行了概率计算。试验结果表明，仿真与试验的数据高度吻合，所建立的统计模型能有效且精确计算湿式摩擦元件的失效概率。
针对微器件产品装配工艺规划严重依赖人工经验的问题，提出了基于知识驱动的细粒度微器件装配工艺规划方法，研制了融合产品和系统知识的微器件装配工艺决策软件。该规划方法考虑装配系统资源约束，从工序、工步、工艺参数三个维度规划微器件的装配工艺。基于区间型犹豫模糊熵的混合属性匹配权重参数确定方法保证了工艺决策算法的有效性。研制的决策系统实现了微器件产品装配工艺的快速决策。
