长期与航天领域优势单位（航天一院、六院等）联合攻关，主要研究方向为：数字孪生驱动的结构强度、疲劳损伤、轻量化设计与服役安全控制技术。面向空天动力等高端装备关键承载结构，围绕结构全生命周期，开展多场耦合力学行为分析、疲劳损伤演化规律、轻量化优化设计、健康监测与服役安全预警等研究，通过数字孪生实现结构从设计、制造到服役全过程的智能感知、精准预测与主动安全控制，为重大装备长寿命、高可靠、轻量化运行提供理论与技术支撑。合作招生：刘金鑫教授（https://gr.xjtu.edu.cn/zh/web/jinxin.liu）。

方向一：极端载荷下的结构疲劳失效行为四维表征及机理揭示
                 面向国家新一代空天往返发动机关键承载结构在高温、强振动、冲击与复杂载荷谱下的失效风险，构建“试验加载—原位成像—计算反演”一体化四维表征体系。依托同步辐射/高分辨X-CT、DIC/DVC与多轴疲劳平台，捕捉裂纹萌生、扩展、闭合与联通的时空演化，形成可用于型号验证的高可信数据。进一步建立损伤参量自动提取与不确定性评估方法，揭示缺陷、组织与应力状态对失效路径的控制机理，为型号关键部件的失效判据、寿命模型标定与设计改进提供直接依据，支撑任务研制与试验鉴定。

方向二：面向重复使用运载器的结构寿命预测与服役安全控制
                 面向可重复使用运载器与重复使用发动机的长寿命、高可靠与快速周转需求，研究结构全生命周期寿命预测与在役安全控制技术。围绕“载荷谱识别—损伤累积—剩余寿命评估—安全决策”，融合多场耦合仿真、地面试验与飞行监测数据，建立可更新的疲劳/振动疲劳模型及风险评估框架。在数字孪生中实现参数在线校准、健康状态诊断、预警阈值自适应与维护策略优化，输出可工程落地的检修窗口、寿命余量与风险等级。该方向直接服务重大型号的在役安全管理与任务保障，提升可靠性并降低全寿命成本。

方向三：面向极端环境的陶瓷/金属结构智能制造
                 面向国家重大型号对耐高温、耐热冲击、耐腐蚀轻质部件的迫切需求，开展陶瓷增材制造的工程化关键技术研究。聚焦3D打印成形、脱脂烧结致密化、缺陷抑制与尺寸精度控制，建立“工艺参数—微结构—性能”关联模型，并通过在线检测与数据驱动优化提升一致性与良品率。面向典型型号部件场景（隔热/热端结构、耐烧蚀构件、功能化陶瓷部件等），开展结构设计、工艺验证与热-力环境考核，形成可交付的工艺规范与质量评价方法，支撑型号研制的材料替代、减重与性能提升。

方向四：空天发动机高性能超轻量化排气系统设计
                 面向国家重大型号发动机排气系统的推力效率提升与减重需求，开展气动外形、轻量化结构与点阵构型的协同设计与验证。围绕喷管/导管/支撑等关键部件，研究热-声-振耦合载荷与结构响应规律，建立满足强度、刚度、疲劳寿命与可制造性的联合优化流程。引入拓扑优化与点阵/蜂窝等多尺度轻质结构，结合增材制造与工程装配约束，形成“设计—仿真—试验”闭环验证体系，输出可用于型号研制的设计准则、参数库与原理样机。该方向面向工程交付与型号应用，支撑重大任务的轻量化与高可靠运行。