提出一种新颖的温度和应变双参数同时测量的光纤传感器。该传感器由空芯光纤和光纤布拉格光栅级联而成。空芯光纤通过反谐振机理将光限制在空气纤芯内传输,满足谐振条件的光泄露出空气芯,在传输光谱上表现为周期性损耗峰。由于空芯光纤和光纤布拉格光栅的物理机理不同,对外界温度、应变的响应存在差异,利用耦合矩阵则可以精确地实现温度和应变双参数的同时测量。实验结果表明,在1550 nm波长附近,空芯光纤和光纤布拉格光栅对应的温度灵敏度分别为24.55 pm/℃和12.76 pm/℃,应变灵敏度分别为-0.70 pm/με和1.02 pm/με,该级联结构的传感器制作简单且具有较高的测量精度。

利用带有预气化脉冲的激光束，对Ti6Al4V钛合金进行激光点焊胶接复合连接实验，分析了胶层分解后产生的残余碳对激光点焊胶接复合接头内组织和性能产生的影响。研究结果表明，胶层分解后产生的残余碳会使钛合金的激光点焊胶接复合接头中出现大量的TiC，并且在焊点与胶层接触的界面处生成以TiC为主的界面反应区。对钛合金激光点焊胶接复合接头内部组织产生影响的残余碳主要是在预气化脉冲过程中分解所产生的，而形成界面反应区的残余碳则主要来源于后续的胶层回流现象。TiC的出现提高了钛金点焊胶接复合接头的显微硬度，但是不利于提高钛合金点焊焊接复合接头的承载能力。

针对国产大型客机机身壁板双侧激光同步焊接的铝合金T型接头，系统研究了接头组织特征及力学性能。试验结果表明：从焊缝中心到母材依次存在等轴晶区、柱状晶区、部分熔化区、过热区和母材区5个特征区域，蒙皮侧热影响区是接头最薄弱环节；接头拉伸强度取决于焊缝熔深，平均横向与轴向拉伸强度分别为母材的87.8%和53.1%，试件均起裂于蒙皮焊趾处，断口分别表现为韧性断裂和脆性断裂；平均纵向拉伸强度为母材的90.8%，平均延伸率约为8.4%，断口韧窝小而浅，呈现出韧性与脆性混合断裂特征，熔合线附近焊缝存在撕裂痕迹；疲劳失效首先发生于蒙皮焊趾处并最终断裂于蒙皮，条件疲劳强度约为80.7 MPa；焊趾处断口表现出韧性和脆性混合断裂特征，蒙皮位置呈现脆性断裂特征。

以国产大型客机机身壁板铝合金T型接头双侧激光同步焊接技术的开发为背景，系统地研究了焊接工艺参数与光束姿态对焊缝成形质量的影响，初步探讨了接头的微观组织特征。试验结果表明：采用双侧激光同步焊接方法可以实现机身壁板T型接头的焊接，获得了成形质量良好的接头。激光功率和焊接速度的匹配应使热输入控制在25～35 J/mm之间，同时应匹配合理的送丝速度以保证焊缝表面平滑过渡；在满足熔深及熔合面积要求的前提下，应采用较小的光束入射角度以降低热输入对蒙皮背部的热影响；当光束入射位置偏移桁条0.2 mm左右时，焊缝角度为45°～50°，同时T型接头的拉伸强度达到最大值；必须严格控制光束间距实现双侧熔池相互贯通以保证双侧焊缝对称和提高力学性能。T型接头微观组织存在等轴晶区、柱状晶区、部分熔化区、过热区和母材区等5个特征区域，部分熔化区随着远离焊缝中心越来越窄且蒙皮侧较桁条侧明显。

针对国产大型客机6056/6156铝合金机身壁板T型接头双侧激光同步焊接的表面成形缺陷，从焊缝成形、微观组织、接头性能等方面对焊接缺陷的补焊工艺进行系统研究。结果表明：采用双侧填丝补焊方法能够有效消除焊缝原始缺陷获得成形良好的接头；补焊焊缝中心的等轴晶粒明显细化，热影响区弥散分布的第二相粒子有所减少，接头软化现象更为明显；补焊接头平均横向和轴向拉伸强度分别为323.9 MPa和183.5 MPa，为原始接头的95.8%和89.8%；轴向拉伸断口表现为脆性与韧性混合断裂，横向拉伸断口呈现脆性断裂特征。