复杂曲面薄壁构件是航空、航天、高铁和新能源汽车等运载装备的关键结构，其形状精度和综合性能直接影响到装备的服役性能。随着新一代运载装备向大型化、轻量化、长寿命、高可靠发展，出现一类高性能复杂整体薄壁构件，其突出难点为整体结构、形状复杂、综合性能高及材料难变形，这些难点互相耦合，使得此类构件制造难度极大，超出现有成形制造技术的物理极限，成为本领域的国际性难题。 针对该重大需求和难题，本项目创新性地提出了高效精确热介质压力成形技术。基本发明思路为：以高温高压热流体介质（气体介质、热油介质等）作为加载介质，利用流体介质空间任意可达的特点，使简单的坯料成形为复杂形状整体构件。然而，作为一种全新的技术，热介质压力成形技术在变形理论、关键工艺、性能调控和模具装备方面均面临重大挑战。在国家科技重大专项、国家自然科学基金和国家重点企业项目支持下，经过十余年持续研究，取得一系列创新性成果。 (1)建立了基于双硬化与软硬化协调机制的热变形理论，实现了复杂三维板壳热变形与组织演变过程的高精度数值模拟； (2)发明了基于电流快速加热的异形管类整体结构热介质压力成形方法，实现了大径厚比复杂形状整体管件的精确成形； (3)发明了复杂曲面板类整体结构刚柔介质协调热介质压力成形方法，突破了大尺寸局部小特征构件的成形极限； (4)发明了基于冷/热介质快速转换的模内高压气淬形性一体化调控方法，解决了传统方法成形后再热处理引起形状畸变的难题； (5)研发出大型热介质成形装备，形成了管类/板类构件成形装备系列，实现成果转移与批量生产。 本项目通过理论/工艺/装备一体化创新，形成了具有自主知识产权的关键核心技术，主要技术指标优于国际先进水平，获授权国家发明专利23项；发表论文102篇，其中SCI论文82篇、EI论文89篇；出版专著1本。 研究成果已用于新型战机、高推比航空发动机、载人航天、高速飞行器等重大国防装备关键构件的研制，并实现了在高铁、地铁等行业的大批量生产。新增产值8.78亿，新增利润6591万元、新增税收3229万元、节支总额7460万元。由本领域多位院士及著名专家组成的鉴定委员会认为："该项目技术难度大、特色鲜明、原创性强，获得多项授权发明专利，解决了一批国家重大需求和工业生产中的瓶颈难题。该项目总体水平处于国际领先，具有显著的经济社会效益和广阔的应用前景"。

哈尔滨工业大学

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