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航空航天先进制造理论与技术研究现状及趋势

航空航天先进制造理论与技术研究现状及趋势

摘要：先进制造理论与技术是科技进步和社会发展的基石，也是支撑航空航天工业及国防建设的基础，同时也是促进高端装备革新的关键。但是，随着新材料新结构的发展，传统制造技术难以满足航空航天领域关键零部件加工要求。因此，先进制造理论与技术成为航空航天领域的重要研究方向，获得了快速发展。首先介绍了航空航天先进制造理论与技术的内涵和特点，总结了高速/超高速加工、精密成形制造、微细与纳米加工、原子及近原子尺度加工、现代特种加工、快速原型制造以及绿色制造等航空航天领域典型先进制造理论与技术的基本原理、应用领域以及适用材料范围。其次，归纳了先进制造理论与技术的最新研究进展，包括高速高效加工技术、高性能复合加工技术、智能控制加工技术、大型化、微型化以及新兴材料技术。再次，深入探讨了当前先进制造理论与技术所面临的主要挑战和未来的发展趋势。随后，阐述了先进制造理论与技术的工程应用和设计制造一体化，并强调其在航空航天制造领域的重要地位。最后，分析了航空航天新一代先进制造理论与技术涉及的前沿领域，明确未来发展要点，指出重点发展方向。
航空 2025年11月03日
热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

摘要：随着航空工业的不断发展，航空发动机性能逐渐提高，发动机涡轮前进口温度也不断提高，为改善涡轮叶片在高温下的服役性能，热障涂层（Thermal Barrier Coatings，TBCs）得到了广泛应用。然而，随着日益复杂的运行环境，TBCs表面的CMAS腐蚀问题日趋严峻，为解决这一问题，国内外学者从各个角度对CMAS腐蚀问题进行了大量研究，并提出了一系列的改进方法。基于目前国内外在TBCs的CMAS腐蚀问题上取得的研究进展，概述了CMAS问题的起源，介绍了CMAS的物相组成、结晶特征、黏度等特性，随后分析了CMAS作用于TBCs上的腐蚀机理，并从表面防护层制备、YSZ材料改性、新材料设计和仿生结构构筑四个方面介绍了当前CMAS腐蚀防护方法的最新研究进展。最后对超高温下TBCs抗CMAS腐蚀的研究方向进行了展望。
航空 2026年04月29日
固体火箭发动机复合材料推力裙结构优化

固体火箭发动机复合材料推力裙结构优化

摘要: 本文对复合材料推力裙进行了结构优化。使用ANSYS 有限元软件分析了某类新型复合材料推力裙在承受载荷情况下的受力情况，对复合材料推力裙结构进行了三次整体优化，并使用有限元软件对结构优化后的复合材料推力裙进行静力分析。分析发现，结构优化后的复合材料推力裙变形量及应力状态有较好的改善，可为复合材料推力裙的后续设计提供一些参考。
航空 2026年06月05日
航空发动机结构可靠性设计研究进展与展望

航空发动机结构可靠性设计研究进展与展望

摘要：介绍了航空发动机结构可靠性评估与设计的研究现状，分别从航空发动机结构可靠性设计流程、可靠性指标分析、不确定性来源及表征、可靠性度量方法、结构可靠性分析方法及结构可靠性优化设计方法等方面探讨了现有研究的进展、挑战以及发展趋势。航空发动机结构可靠性设计方法应用于工程实践仍存在一定挑战，在多源不确定性建模及传播、数据驱动智能优化、可靠性试验验证、基于MBSE 的可靠性设计等方面需持续开展研究，以期构建以数据驱动、模型主导、仿真试验融合为特征的新一代可靠性设计体系，支撑航空发动机结构可靠性、性能与设计效率的协同提升。
航空 2026年07月08日
航天用碳纳米管增强铝合金复合材料的力学与阻尼性能

航天用碳纳米管增强铝合金复合材料的力学与阻尼性能

摘要: 碳纳米管（CNT）作为增强体的铝基复合材料（CNT/Al）具有轻质、高强、高模量、易加工的性能优势，用作轻量化材料在航天航空领域具有巨大的应用前景。为了获得兼顾其力学性能和阻尼性能的轻量化结构材料，采用叠片粉末冶金与合金化方法制备了质量分数为1.5% CNT/2A12复合材料，并研究了不同时效条件下的力学性能与阻尼性能。在130℃时效6~14 h时，复合材料具有最佳的拉伸强度与延伸率，抗拉强度最高可达595 MPa（时效12 h），延伸率最高可达14.0%（时效8h）。复合材料的阻尼在0~180℃时变化不大，其在0.005左右，180~300℃时明显提高，300℃时可达0.05，阻尼性能受时效时间影响不大。复合材料的储存模量随测试温度升高而下降，在180~300℃时随振动频率升高而升高。时效条件为130℃-8 h 时，质量分数1.5% CNT/2A12复合材料性能兼具良好的力学性能与阻尼性能。
航空 2024年12月04日
折纸超材料及其在航空航天领域的应用与展望

折纸超材料及其在航空航天领域的应用与展望

摘要：随着航空航天技术的快速发展，未来航天器对结构、性能和功能的要求愈加严苛，轻量化、高强度、具备多功能和多模态变形能力的材料设计成为关键需求。折纸超材料因其独特的几何设计和力学特性，具有可重构、多稳态和能量吸收的特性，已成为航空航天领域的研究热点。这类材料通过精密折叠结构，结合现代数学建模与材料科学，具备可调控变形、轻量化、易展开与回缩等优势。在航天领域，折纸超材料不仅可应用于可展开结构（如天线、太阳能帆板等），还在减震、吸能、防护等方面展现出潜力。折纸超材料的可编程几何特性赋予航天器自适应变形能力，能应对太空环境中的外部压力和温度变化，提升结构可靠性与寿命，并有效降低发射成本。综述了折纸超材料的特性、设计方法、制造技术及应用，探讨其在航空航天中的发展趋势与未来研究方向。
航空 2025年11月04日
新型超高温热障涂层材料研究进展

新型超高温热障涂层材料研究进展

摘要：随着航空发动机的更新换代，对热障涂层（TBCs）的性能要求日益严苛。传统陶瓷材料8YSZ 在高温环境下暴露出诸多问题，如烧结、相变及热腐蚀等，亟需新型材料替代。本文系统梳理了热障涂层材料的发展历程，重点综述了多元稀土氧化物掺杂稳定氧化锆、稀土锆酸盐、高熵陶瓷、氧化铪基陶瓷及其他新型陶瓷材料的研究进展，深入讨论了这些材料的高温相稳定性、热导率、热膨胀系数等热物理性能和硬度、断裂韧性等力学性能，并对超高温热障涂层新型陶瓷材料进行了总结与展望。超高温热障涂层材料的研究方法较为传统，其核心稳定机制和性能增强机理研究较少，缺乏系统性的、基于第一性原理计算和机器学习的高通量新材料设计，缺乏“成分- 结构- 性能”的精准构效关系，如何平衡“低热导率”、“高韧性”、“良好抗烧结性”和“相稳定性”这四大关键性能指标，仍是巨大的挑战。
航空 2026年04月29日
国内外航天器超黑消杂光涂层的研制现状及产业启示

国内外航天器超黑消杂光涂层的研制现状及产业启示

摘要：在空间光学系统中，具有高吸收性能的超黑涂层是抑制光学杂散光、提高光学系统检测信噪比和成像质量的关键材料，被广泛应用于航天器星敏感器、空间相机等产品。目前国内外常用的消杂光涂层技术有阳极氧化、超黑Ni-P、碳纳米管、黑硅、黑漆等，本文对国内外航天器常用消杂光涂层技术以及研制进展进行系统综述，揭示了国内在高性能超黑涂层的工程应用方面仍与国外存在差距，提出应当进一步促进产学研一体化，推进产品的工程转化应用，同时进一步开展耐空间环境的高性能材料研究的发展思路，为我国航天器消杂光涂层研制及产业发展提供启示。
航空 2026年06月08日
3D打印高拉伸负泊松比超材料设计及力学行为

3D打印高拉伸负泊松比超材料设计及力学行为

摘要：聚焦于兼具负泊松比效应与高拉伸性能的剪纸超材料，采用试验与数值模拟相结合的方法开展研究。通过HyperMesh 建立参数化模型，利用Ls-Dyna 进行有限元仿真，结合选择性激光烧结技术（SLS）制备尼龙PA2200 试件，开展准静态拉伸试验，系统探究其力学行为及调控机制。研究表明单胞几何参数（级数、空隙宽度）对其力学性能具有显著调控作用，三级结构（N3）相比于一级结构（N1）拉伸性能提升了413%，最大负泊松比达−0. 25；空隙宽度减小可使负泊松比效应提升38%。材料呈现独特“勺型”泊松比演化规律，高级数结构（N2、N3）的负泊松比效应可维持超100% 应变范围。将设计拓展至三维管状结构，发现其具有渐进强化-平缓失效等变形模式。本研究为可编程负泊松比高拉伸超材料的开发提供了理论与试验依据，在柔性电子、航空航天等领域具有重要应用潜力。
航空 2026年07月09日
航空结构件机器人磨抛离线编程技术研究

航空结构件机器人磨抛离线编程技术研究

摘要：针对航空结构件机器人打磨中存在的离线编程过程复杂问题，提出一种基于Catia离线编程的机器人打磨轨迹规划方法，利用自主开发的后置处理软件快速生成打磨程序，通过Vericut开发搭建机器人磨抛仿真环境，通过3D视觉粗标定和探头精确标定的组合标定策略提高工件坐标系的标定精度，并基于标定结果实现磨抛程序和仿真环境的快速调整。将该方法可用于框类航空结构件腹板抛光打磨，试验结果表明，该方法生成的程序能够快速精确完成结构件打磨作业，具有一定的实用性，打磨后零件表面粗糙度Ra为 3.2μm，满足打磨要求。
航空 2025年04月18日