一级学科
机械工程
二级学科
机械设计及理论、机械制造及其自动化
围绕装备制造、能源电力、航空制造、交通运输等产业，结合行业发展建设需要，系统研究高端装备设计、制造及服役的基础理论、新技术及新方法，并为企业提供技术应用与技术服务。
研究方向
【方向1】∶能源动力装备强度分析和寿命预测
研究装备设计、制造、服役和维护全寿命周期及相关交叉领域中的基础理论、实验技术、仿真和数值方法。主要包括系统可靠性与结构完整性分析、故障诊断与健康监测（PHM）、动力机械系统耦合动力学与动态服役性能评估等主要问题。
研究前沿1：系统可靠性与结构完整性分析
复杂装备系统的可靠性对装备能否完成预期功能、保障服役安全具有重要影响。创造性地提出装备可靠性设计、预测、评估的新方法，通过开展可靠性实验和仿真分析，切实提高装备制造业、电力能源产业、航空制造业、交通运输业等装备产品的可靠性水平，从而为优化机械设备结构提供依据。主要研究内容包括：复杂系统、结构、机构等的可靠性建模方法；系统、关键零部件的可靠性设计方法；关键零部件/结构的失效分析与失效判据建立；采用逆向验证设计，基于FMEA、FTA、贝叶斯理论等进行故障模式、效应和危害性分析；材料的概率性能评估小样本试验方法。
研究前沿2：故障诊断与健康监测PHM
主要研究如何对系统中出现的故障进行检测、分离和辨识 , 即判断故障是否发生 , 定位故障发生的部位和种类 , 以及确定故障的大小和发生的时间等。将机器学习理论与信号处理方法应用于各部件的运作准确性进行分析，通过人工特征提取，直接从各部件运作中抽取深层次特征，充分挖掘其内在特征模式，真正实现以端到端的学习方式对各部件运作状态自动识别。力求最大程度的保证设计的准确性和可靠性。
研究前沿3：动力机械系统耦合动力学与动态服役性能评估
主要研究内容包括：体系统动力学多尺度层次化建模理论、高效计算方法及实验研究；激发的尺度效应分析及模型表征； 刚 - 柔 -液 - 热耦合系统动力学分析与控制；针对航天、航空、车辆等工程中的复杂系统，以及生物力学、仿生机器人和运动医学等新兴领域中的多体动力学共性问题，提出新概念、新理论和新算法；多体系统动力学与控制理论、人工智能和信息传感等一体化集成研究等。
该方向以纵向课题申报为主，定位为机械学院申报省市级科研平台的基础方向，努力聚焦于国家自然科学基金，同时以发表高水平期刊与专著为主要工作目标。
团队人员：尹晓伟、王琳、范智广、赵璐、谭越、姜壹夫、周金华、郝杰、关萌、潘萍萍、任俊刚、刘小琨（12人）
【方向2】高端装备集成设计与优化
以集成优化为核心的系统科学思想为指导，从系统耦合与集成的角度研究高端能源装备的设计理论和方法。
研究前沿1：基于材料微观结构调控的机械结构寿命保障
针对新型结构及复合功能材料，已有的材料本构理论不再适用，现有工艺手段难以实现这些材料的高质高效制造，需要从材料-结构-性能一体化角度进行结构设计，从宏微观多尺度发掘材料与结构的潜力，建立新型结构的材料结构-材料性能-结构性能的映射关系理论模型，通过材料微观调控获得超常性能的构件，使功能结构向极小尺寸高精度发展，实现结构的近限设计，通过系统研究，总结系统近限设计方法，并通过研制样机校验理论模型和技术方案，完善研究体系。
研究前沿2：机电系统跨尺度精益设计与协同优化
针对复杂机电系统设计，一方面以“把合理的材料用合理的工艺放在结构合理的位置上达到最佳使用性能”为目标，需要进行材料-结构-工艺-性能-控制一体化的集成设计与优化，从宏观、微观多尺度角度分析不同工艺形式对材料和结构力学行为的影响机制，准确建立制造工艺、材料与结构性能之间的映射关系，合理利用各种工艺与材料对结构性能的差异性影响；另一方面，复杂机电系统具有多学科协同，多物理场耦合的特征属性，需要充分协同考虑各物理场参量之间的动态制约因素，从“多学科协同-多场交互-参数调控-系统优化”角度，基于流-热-固-电-磁多物理场耦合，进行多目标协同优化设计，使系统在静力、动力、热、湿等复杂载荷条件实现机电系统综合性能的最优设计。
研究前沿3：机械产品数字化设计与智能设计
针对装备制造业在数字化和智能化转型升级过程中所面临的智能产品、智能装备、智能生产线等，研究其数字化和智能化设计理论和方法，采用数字仿真、数值孪生等技术，对其中的核心零部件进行性能研究和样机试制。主要研究内容包括：基于机械现代设计的理论和方法，建立机械产品的数学模型和物理模型；基于CAD、CAM、CAE等工程软件和技术，利用并行设计和协同设计方法，开展基于数字模型的虚拟设计、智能设计、动态设计、优化设计、有限元分析和可靠性设计；利用数字样机形象直观的特点进行干涉检查、强度分析、动态模拟、产品性能分析和优化；在机电产品设计中引入CPS技术，云制造技术，以及泛在制造技术等智能制造理论，将设计产品与现代泛在设计技术物联网技术相结合，建立机电产品数字化设计与智能制造技术的研究体系。
该方向重点关注新技术的理论研究与成果转化，论文发表、专利申请与成果转化是该方向的主要工作目标，同时努力聚焦于省市级科研成果奖的申报，作为机械学院申报省市级科研平台的重要补充。
团队人员：白斌、王志成、肖楠、罗旋、王炳达、朱爽、王石、贺优优、李祥松、徐玲、谢淑倩、孟海星、李玉秀（13人）
【方向3】能源动力装备制造与运维智能化
以高端装备制造与运维的智能化为牵引，进行装备系统复杂零件加工与测量、关键零件耐磨与防腐及针对系统振动处理与利用的应用技术研究。
研究前沿1：基于新材料与新工艺的关键零件耐磨防腐处理技术
在航空航天、能源（火力、水利、风力）发电、兵器、高速列车等领域，装备系统受重载、冲击、交变载荷等复杂载荷作用，因此零部件是以疲劳破坏为主要失效形式的，同时恶劣的外部条件，使主要零件要承受磨损与腐蚀的破坏，这是关键零件的磨损与腐蚀就成为第二个主要失效形式。因此零件加工时，兼顾工件的抗疲劳特性和耐磨耐腐蚀特性成为亟待解决的加工技术问题。本方向通过研究激光熔覆工艺，使钛合金TA15与B4C原位反应，制备出TiB及TiC为增强相的钛基复合材料，获得合适的增强相添加量，以同时满足耐磨性和塑性的要求。
研究前沿2：复杂关键零件的智能工艺与测量技术
在装备系统中，叶片零件为复杂的双曲度零件，近年以叶片为代表的高性能复杂曲面薄壁件被广泛应用于高端装备制造领域，对其加工精度和表面质量提出了更高的要求。这些零件通常具有壁薄、刚度低、难加工、材料去除率高、型面复杂等特点，并且在生产过程中由铣削力引起的实际加工曲面与设计曲面之间的变形误差严重影响了产品功能表面的性能及其稳定性。主要研究以典型的动力机械结构件叶轮、叶片等的复杂双曲度曲面为对象，分析研究如何利用智能方法进行快速、高效地辅助进行在机检测加工曲面，根据测量的曲面品质情况进行动态补偿加工设计，从而提升结构件曲面数控加工的效率和质量问题。
研究前沿3：减小共振与锐共振振动利用与减振降噪技术
装备制造过程需要满足高速、高精、复合等加工需求，这就对加工设备的自动化水平要求不断提高。装备制造质量的好坏要求实时健康监测与评测加工系统是否满足相关的精度指标要求，并且为实现加工系统的高精度的制造加工性能提供依据，同时结合大数据、人工智能等技术实现制造系统的加工过程优化。其中包括制造系统误差建模与误差补偿的理论推理与指导、快速实时误差测试与误差补偿的实施方法、支持高可靠性维修决策的多源融合技术，基于数据驱动的加工系统关键部件的故障诊断及预警等。
该方向以高端装备的智能制造技术、产品的开发与成果转化为主要任务，致力于与企业合作，以承担机械学院横向科研项目与科研到款额为主要工作目标。
团队人员：刘劲涛、李铁钢、孙长青、张晨晨、郭维城、王海飞、高强、张国伟、田阳、李震帅、钟华（11人）
