愛因斯坦曾經說過“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要”。
在許多科學家眼裡，科學難題正是科學進步的階梯。1900 年8 月德國著名數學家希爾伯特在巴黎召開的國際數學家大會上提出了23 個數學難題。在過去的100 多年裡，希爾伯特的23 個問題激發了眾多數學家的熱情，引導了數學研究的方向，對數學發展產生的影響難以估量。
其後，許多自然科學領域的科學家們陸續提出了各自學科的科學難題。
製造科學是一門創造產品的科學，它闡明產品設計製造的科學規律，運用自然科學探索、構建物質在能量作用下演變為特定功能產品的科學原理，承載製造過程的裝備系統集成與運行規律、產品狀態的檢測與表徵方法等。製造科學滲透著眾多自然科學和工程科學，人類在產品創新制造的歷史長河中構建起製造科學的理論、技術體系和超越現有的製造工程系統，因此製造科學遵從自然科學的客觀規律，又來自於人類的智慧與創造。
社會發展對產品的新需求不斷挑戰製造科學，人類破解科學難題、創造新產品滿足社會變革的需求，世界文明發展的歷次技術革命反覆演繹著這條規律。當代的知識大爆炸和人類創新意識的大覺醒使社會對產品的需求更具科學幻想性、綠色現實性、產品功能與製造實現的極端性，也驅動製造科學在解決這類新難題的過程中創造著新產品，如超級功能深空探測器、超高速飛行器、超大型海上平臺、超精密微納芯片、超高能量激光武器等，這些產品的創造既傳承了傳統制造科學，又在難題破解中形成製造新原理，引發了製造科學的世紀變革。
隨著國際競爭的激烈與各國戰略目標的推進，製造科學的變革正在向科學深度和競爭前沿推進，我們如何應對和制勝？選擇只能是：深度解決科學難題，搶佔創造新產品先機。這是《10000 個科學難題·製造科學卷》編委會接受此項任務的初衷和努力目標，期望通過《10000個科學難題·製造科學卷》的編撰將困擾本領域發展的科學難題挖掘凝鍊出來，以助製造科學的進步。
為使《10000 個科學難題·製造科學卷》內容在學科內涵上不存在大缺漏，我們以高校製造學科力量為主體，集合多年活躍在學科第一線的團隊，按學科方向組成編寫工作組，各組之間不設定內涵界線，以便於學科交叉新問題的提出。編寫工作組分別向社會徵集、評審、遴選難題條目，經過近兩年的工作，將開始徵集到的1200 餘條難題，通過3～4次小組評審和修改、3 次編委會評審和修改、3 次專家組評審和遴選，最終確定332 條難題入選《10000 個科學難題·製造科學卷》出版。考慮到製造科學具有很強的學科交叉性，書中難題條目不按學科方向分類，而是將科學原理接近的難題就近編排。
條目評審過程中我們形成一個共識：科學難題是當前學術界基本達成共識的未解決的問題，但是對難題的立意和分析客觀上存在的不同學術見解，《10000 個科學難題·製造科學卷》不可能一一述及，我們尊重編撰者的學術觀點，同時也努力不給讀者留下“此乃唯一”的思維約束，我們期望《10000 個科學難題·製造科學卷》給予讀者的是對“製造如何創造物質產品社會”的好奇心的激勵、探索的提示和智慧思考的萌生，也希望讀者特別是青年讀者能以此初心閱讀《10000 個科學難題·製造科學卷》。
為便於廣大讀者順暢地閱讀，《10000個科學難題·製造科學卷》難題條目按導入篇和專題篇編撰，引入導入篇條目有助於讀者瞭解製造科學的總體狀況、時代特點和存在的領域性科學難題，編入專題篇條目多為闡明某一科學難題的產生、由來、已有的研究和可能解決難題的研究路線。
《10000 個科學難題·製造科學卷》是教育部、科學技術部、中國科學院和國家自然科學基金委員會共同發起編撰出版的《10000 個科學難題》系列叢書中的製造科學卷，由科技部創新方法工作專項設立“10000 個科學難題徵集—製造”項目支持實施。編撰過程中，國家自然科學基金委員會工程與材料科學部為此任務設立了“先進製造科學基礎與前沿發展研究”課題並對具體條目撰寫提出了建議，教育部科學技術司對《10000 個科學難題·製造科學卷》的立項申請、審查、出版進行了全過程組織與指導，600餘位專家學者對《10000 個科學難題·製造科學卷》難題條目的徵集、撰寫、評審、遴選貢獻了智慧。我們對社會各界給予《10000 個科學難題·製造科學卷》出版的支持致以衷心感謝！
世界處於大變革時代，產品創新是推進變革的物質力量，承擔創造產品使命的製造科學永遠處在變革的前沿。在《10000 個科學難題·製造科學卷》編撰工作結束之時，我們對製造科學難題的認識還在不斷深化，後續的更具科學挑戰性的難題正在萌生，製造領域的有志者們將在不斷解決難題的過程中發展製造科學、貢獻社會、造福人類！
目 錄
《10000 個科學難題》序
前言
導入篇
當代極高功能產品挑戰製造科學 鍾掘 熊有倫 林忠欽 溫熙森 虞 烈 朱向陽 段吉安 (3)
熱加工的科學挑戰與未來 苑世劍 來新民 (12)
高效高性能切削加工面臨的技術挑戰與科學難題 丁漢 彭芳瑜 黃傳真 賈振元 何寧 徐西鵬 (17)
超精密加工：挑戰製造精度的極限 李聖怡 (24)
微納製造的發展與挑戰 蔣莊德 (31)
新制造能量的引入將引發製造科學變革的跡象與本質 姜瀾 熊偉 徐正揚 胡潔 (36)
現代機電系統中的複雜性科學問題 虞 烈 翟婉明 趙春發 王艾倫 (43)
機器人的未來：從“機器”到“人”的跨越 高峰 郭為忠 (52)
新機構與新機器的發明創造：從“必然王國”到“自由王國” 高峰 郭為忠 (56)
神經控制：假肢研究面臨的重大難題 朱向陽 (60)
機械傳動科學技術的發展歷史與研究進展
秦大同 項昌樂 劉 輝 馬 越 劉長釗 (63)
流體傳動與控制技術及其科學問題 楊華勇 徐兵 謝海波 傅新 王少萍 龔國芳 鄒俊 胡亮 祝毅 (71)
摩擦學：從微觀奧秘到工程難題 雒建斌 解國新 (77)
極端製造的強度與壽命調控 塗善東 (86)
專題篇
如何利用熱加工缺陷遺傳規律提升能源裝備大型鍛件的可靠性？ 夏明許 李建國 (93)
多約束下塑性變形失穩機理與控制 楊合 李恆 (101)
精密成形全過程多尺度建模仿真 楊合 李宏偉 (105)
材料-結構-功能一體化製造中形性協同調控 楊合 樊曉光 林忠欽 賴一楠 苑世劍 (109)
如何破解大規格熔鑄體不均勻凝固成形難題？ 李曉謙 蔣日鵬 (113)
塑性成形過程變形與微觀組織直接觀察方法 楊合 孫志超 (116)
3D打印中物質界面結合機制與調控方法 史玉升 (120)
多物理場下非均勻體複雜流變行為與表徵 何祝斌 苑世劍 (123)
複合材料構件成形過程界面相形態形成機理與調控 賈振元 孫士勇 楊睿 (126)
複雜熱處理工藝條件下相變機理與組織預測 韓利戰 顧劍鋒 (130)
高熵合金凝固行為及其機理 王志軍 王錦程 (133)
固態焊合界面微空洞演變行為與力學性能預測 趙國群 喻俊荃 (137)
固體微觀尺度塑性本構關係 楊 合 樊曉光 (141)
固相焊接界面原子成鍵的物理學條件 李京龍 熊江濤 李文亞 (144)
焊接過程複合能場耦合作用機理 吳愛萍 單際國 張洲 (148)
攪拌摩擦焊接過程產熱機制及量化表徵 劉會傑 胡琰瑩 (151)
金屬相變誘發塑性機制 顧劍鋒 徐 駿 (154)
金屬增材製造的熱裂行為與定量表徵 林 鑫 (157)
空間環境下的熔池傳熱傳質及焊接冶金機理 馮吉才 王厚勤 (161)
熱加工過程金屬相變熱力學/動力學相關性 劉 峰 (165)
如何定量表徵有物態變化的淬火介質與工件界面換熱行為？ 徐駿 顧劍鋒 (169)
蠕變與應力鬆弛本構的矛盾與統一 湛利華 李恆 楊有良 (173)
如何調控複雜熱力耦合作用下微觀組織實現高性能塑性成形？ 楊合 高鵬飛 樊曉光 詹 梅 (177)
塑性變形-熱處理過程組織遺傳演化機理 華林 韓星會 (180)
塑性加工過程的不確定性 楊合 李恆 (183)
塑性微成形尺寸效應與尺度極限 單德彬 徐傑 王春舉 郭斌 (187)
陶瓷與金屬連接界面反應機制及調控 張麗霞 (190)
提高精密成形極限的變形協調機制與控制 楊合 李宏偉 (194)
微納器件加工中微觀結構原位表徵與操控 翟天佑 (197)
液態金屬凝固過程微觀結構原位表徵 王海鵬 魏炳波 (201)
能否實現原子尺度3D 打印？ 李滌塵 (205)
切削刀具的材料設計與幾何結構製造 黃傳真 劉戰強 鄒斌 (209)
高速/超高速切削加工的工件材料變形 劉戰強 黃傳真 王兵 (214)
金屬微細切削加工的尺寸效應 何寧 李亮 (222)
複雜薄壁零件銑削加工的振動問題 朱利民 (226)
纖維複合材料切削加工時的多尺度去除機理 賈振元 王福吉 牛斌 (230)
基於實際磨粒工作狀態的磨削加工工具與工件作用機理 徐西鵬 黃輝 張飛虎 傅玉燦 鞏亞東 (235)
超高速磨削中的速度效應與尺寸效應 丁文鋒 傅玉燦 (240)
磨料水射流加工中氣-液-固耦合動力學問題 朱洪濤 黃傳真 (244)
“剛柔相濟”的磨粒工具柔性切割加工 黃輝 徐西鵬 (249)
金屬基和陶瓷基複合材料精密磨削的表面層形成機理 姚鵬 黃傳真 (253)
陶瓷基複合材料超聲振動加工延脆性全域切削理論 袁松梅 劉強 (257)
機器人順應性磨拋加工的剛度匹配與調控 趙歡 嚴思傑 (261)
加工過程基於大數據的機理分析與演化預測 袁燁 張海濤 (266)
“凍”與“動”的極端對抗：極地低溫惡劣環境中的精密驅動技術 白清順 陳明君 張慶春 張飛虎 (269)
納米切削分子動力學仿真勢函數及關鍵參數應如何選擇？ 陳明君 孫雅洲 劉海濤 陳萬群 (276)
超精密加工裝備與加工過程是如何相互作用的？ 陳明君 孫雅洲 陳萬群 劉海濤 (280)
極細的金剛石測量探針製造有精度極限嗎？ 宗文俊 孫 濤 (286)
表面石墨烯改性是否能使金剛石刀具增加硬度和壽命？ 宗文俊 孫濤 (292)
如何利用熱模壓成形技術實現玻璃微透鏡陣列的跨尺度製造？ 周天豐 (297)
光學自由曲面為什麼難於超精密製造？ 彭小強 (302)
光學表面亞納米麵形精度製造 戴一帆 周 林 (307)
“一塵不染”的超潔淨製造能實現嗎？ 白清順 張飛虎 石峰 (312)
複雜光學表面形狀的納米精度測量如何溯源？ 戴一帆 陳善勇 (317)
光學非球面的補償檢驗有沒有萬能的補償器？ 陳善勇 戴一帆 (322)
掠入射鏡面的斜率誤差測量能否達到納弧度精度？ 陳善勇 戴一帆 (328)
微結構陣列切削過程的在位測量 居冰峰 (333)
如何實現超精密加工元件亞表面缺陷非破壞性檢測？ 居冰峰 (339)
離子注入輔助超精密切削硬脆性材料的刀具壽命能否大幅度延長？ 房豐洲 王金石 (344)
納米切削與傳統切削的機理是否相同？ 房豐洲 賴敏 (348)
是否有可能實現原子尺度的製造？ 房豐洲 (353)
非層狀晶體材料能否實現原子級層狀去除？ 錢林茂 (357)
如何實現各向異性材料的一致、可控去除？ 錢林茂 陳磊 (360)
材料微觀去除：機械化學作用的“聯袂演出” 錢林茂 (363)
機械加工納米結構的尺度能否進入100nm？ 閆永達 耿延泉 (367)
硬脆材料高速、高精度加工難在哪？ 張飛虎 (373)
打破光學設計“玻璃頂”的大口徑薄膜透鏡可否被製造出來？ 黃文彬 喬文 陳林森 (378)
面向IC 製造的超光滑表面平坦化加工的極限是什麼？ 路新春 (384)
亞納米精度表面製造中原子/分子是如何遷移的？ 路新春 (390)
植入式柔性神經電極生物相容性 常洪龍 李丁 李小平 (395)
微流控芯片中微粒的力學“尺度效應” 常洪龍 尋文鵬 (397)
微納米尺度下麥克斯韋方程的適用性 黎永前 (399)
仿生微納結構表面氣動減阻行為和原理 苑偉政 王聖坤 周子丹 何洋 馬志波 (405)
微納結構形貌對潤溼行為的影響規律 何洋 周慶慶 苑偉政 姜澄宇 (408)
微機電系統製造中的黏附問題 謝建兵 郝永存 苑偉政 (412)
如何實現宏觀尺度無缺陷納米材料自組裝？ 虞益挺 苑偉政 (414)
柔性微納結構製造的異質材料界面特性 馬炳和 (417)
碳納米材料電子器件3D打印過程中的“咖啡環”效應及其抑制方法 羅俊 齊樂華 連洪程 張蕊蕊 (421)
柔性電子微納電流體動力噴印原理 段永青 黃永安 尹周平 (424)
實現速度-精度融合的微納3D 打印能場作用機制與行為 鄭高峰 吳德志 孫道恆 (428)
納米樣板特徵量的可控性機理 王琛英 蔣莊德 (432)
高質量p 型ZnO 納米線的摻雜機理 李磊 蔣莊德 (435)
表面狀態對ZnO 納米線器件光響應性能的影響機理 李磊 蔣莊德 (438)
納米薄膜的失效機理 林啟敬 蔣莊德 (440)
表面等離激元近場增強器件的納米制造 田邊 張仲愷 蔣莊德 (444)
脫合金成型納米表面熱功能結構的穩定性控制原理 田邊 張仲愷 蔣莊德 (447)
微納諧振器件的多物理場動態耦合機理 趙立波 胡英傑 張家旺 蔣莊德 (449)
超快激光加工三維金屬微納結構中的成型機理 山超 陳烽 (453)
超衍射極限微納尺度連續相位型光學器件高保形加工機理 楊樹明 王通 張國鋒 劉 濤 (458)
大深寬比納米結構製備與測量原理 楊樹明 王通 張國鋒 劉濤 (462)
跨尺度微納結構製備與表徵 楊樹明 王通 張國鋒 (465)
後摩爾時代的光刻極限 朱文輝 浦遠 (468)
碳基集成電路的製造工藝和發展方向 呂光泉 王卓 朱文輝 (472)
超低介電常數絕緣介質薄膜沉積 呂光泉 王卓 朱文輝 (479)
製造過程中如何實現從電子層面對能量輸運過程進行連續實時觀測？ 姜瀾 曹志濤 王青松 (486)
超快激光納米制造過程中亞飛秒時間及亞納米空間下溫度和壓強的描述 姜瀾 胡潔 蘇高世 (490)
衍射極限與激光作用最小尺度極限 鍾敏霖 (494)
光的波粒二象性對激光微納製造及跨尺度製造的影響機制 姜瀾 韓偉娜 李曉煒 (498)
激光衝擊波約束應變強化機理與殘餘應力場演化規律 張永康 (503)
超快激光金屬微深孔加工中的燒蝕機理 梅雪松 (506)
採用激光焊方法制備鋼鋁異種材料接頭 林健 雷永平 (510)
塗覆成形增材製造過程中的力學問題 陳永雄 梁秀兵 (515)
激光/激光-電弧複合焊接接頭的可控制備 王曉南 陳長軍 (518)
高性能鋁合金激光焊接組織性能原位調控 肖榮詩 黃婷 張景泉 (520)
激光表面改性/脫合金複合製備微納米多孔結構的形貌調控機制 肖榮詩 黃婷 崔夢雅 (523)
金屬基陶瓷顆粒增強複合材料超快激光精密均勻刻蝕 肖榮詩 黃婷 張寰臻 (526)
異種合金結合界面增韌機制 姚澤坤 (529)
電弧陰極區的物理化學機制 劉祖明 (532)
激光熔融沉積的表面形貌形成機理 姚建華 楊高林 (535)
多能量場複合加工數學模型建立以及智能控制 姚建華 王梁 (538)
遠平衡條件下的加工機理以及材料性能調控 姚建華 李波 (541)
電子束焊接中電子束偏移現象的起源與影響因素 薛家祥 王磊磊 (543)
激光電弧複合焊中電弧和光致等離子體相互作用的起源與機理 薛家祥 王磊磊 (545)
電解加工間隙的分佈規律 朱荻 徐正揚 (548)
脈動態電解加工的多物理場作用機制 劉嘉 (552)
高強度、輕質等高性能零件的電鑄成形成性問題 朱增偉 (556)
超短脈衝電流電解加工定域性突變機理 曲寧松 (559)
微尺度間隙流場下物質的輸運機理 曾永彬 (563)
深海環境下的放電加工 劉永紅 (566)
電化學複合加工多種加工效應能量匹配機理 陳遠龍 (568)
超聲加工的強衝擊變形機制 秦 威 姜興剛 張德遠 (571)
超聲振動切削過程接觸界面材料塑性動力變形和黏彈潤滑機理 皮鈞 楊光 (575)
金剛石刀具超聲輔助超精密車削黑色金屬的機理 宮虎 李佔傑 (577)
輔助電極法絕緣陶瓷材料電火花加工導電膜的形成與放電加工去除機理 郭永豐 (580)
電火花加工的微觀放電蝕除機理 楊曉冬 (583)
微納放電加工理論及其微細化極限 楊曉冬 (587)
激光與電化學複合加工中多種能量場的交互影響和協同作用機制 張朝陽 (590)
高速電弧放電加工中等離子體在陽極與陰極不同蝕除行為 趙萬生 (594)
太空環境下的增材製造 李滌塵 田小永 (596)
超大載荷伺服成形過程的並行驅動與控制 黃明輝 李毅波 (598)
超靜定組合結構的多體動力學建模與分析 黃明輝 李毅波 (603)
存在流體潤滑介質的兩相互運動表面從接觸到分離的轉捩機制 虞烈 (607)
如何提升大功率無軸推進裝置的功率密度？ 嚴新平 歐陽武 劉正林 (611)
動態與漸變機械裝備系統耦合（相關）失效模式的可靠性設計 張義民 (615)
飛行器力學環境的天地一致性 董龍雷 閻桂榮 (619)
複雜大慣量機械系統微弱故障信息提取與分析 黃明輝 陸新江 (622)
複雜機電系統全局動態建模 黃明輝 陸新江 (626)
複雜機械系統不確定性建模 韓旭 姜潮 (629)
複雜機械系統數值模擬模型的確認 韓旭 劉傑 (631)
複雜流動中奇異性擬序結構的描述及分析方法 張家忠 秦國良 (634)
基於工業CT 圖像的大型構件微觀組織重構與宏觀行為評估面臨的難題 李躍明 (638)
機電裝備壽命與可靠性加速試驗 溫熙森 陳 循 汪亞順 (642)
機械裝備系統不同“工程層級”可靠性的邏輯關聯 張義民 (645)
界面約束能否實現受控熱核聚變？ 陳大融 (648)
燃氣輪機系列機組間的相似複雜性問題與系列化設計方法 王艾倫 (651)
燃氣輪機中的複雜因素對氣膜冷卻現象穩定性的影響 朱惠人 張麗 魏建生 (654)
如何提高超聲電機中接觸界面的運動轉換和能量傳遞效率？ 裘進浩 季宏麗 (660)
深海電力系統及裝備關鍵科學問題 梁得亮 (665)
什麼決定了結構抵抗隨機缺陷影響的能力？ 王博 郝鵬 (669)
太空採礦技術 葛世榮 (675)
限制電磁軸承轉子系統高超轉速的因素 曹廣忠 (680)
新型液壓傳動和靜壓蓄能風力發電機組技術 王同光 李天石 (684)
旋轉機械轉子系統振動失效與典型失效模式耦合相關的可靠性設計 張義民 (688)
選取機械裝備系統可靠性設計中相關係數量值的理論原則 張義民 (692)
液壓流固耦合系統相關失效模式的可靠性設計 張天霄 張義民 (696)
高性能人工肌肉 郭闖強 姜力 (700)
機器人的人機交互與自律協同 鄧華 鍾國樑 王恆升 (704)
機構綜合中的功能和性能問題 孟祥敦 郭為忠 陳先寶 (707)
浮動基座機械臂的作業穩定性 姜力 劉宇 劉宏 (710)
擬人多指手的靈巧作業 姜力 劉宏 (713)
生物運動系統的機構學解析與運動仿生 郭為忠 林榮富 (717)
仿人機器人脊椎的仿生機理 王明峰 李濤 (721)
基於生物活性的表面仿生設計和製造 周仲榮 鄭靖 秦立果 董光能 (725)
人體軟組織的潤滑機理 靳忠民 張亞麗 (729)
人工關節仿生創制的科學難題 張亞麗 靳忠民 (732)
中國剪紙藝術的機構學解析 彭睿 陳焱 (735)
複雜星體表面環境下行走探測機器人的多功能融合 楊建中 (740)
高輻射核環境作業機器人的防護問題 欒偉玲 韓延龍 張曉霓 孫柯 姜懿峰 (744)
空間環境下的機構運動副潤滑問題 張曉東 (748)
機構奇異軌跡的幾何-代數統一解析表達 李秦川 (752)
並聯可重構變胞機器人機構的奇異與分岔 戴建生 張克濤 甘東明 張新生 孫杰 (755)
操作度和靈巧度：可變型多指靈巧手的活動機理 戴建生 張克濤 甘東明 張新生 孫 傑 (759)
並聯式或混聯式機構動態特性設計與保證 劉辛軍 謝福貴 (762)
空間多環閉鏈變拓撲機構多構態協同設計 丁希侖 李龍 (765)
柔順機構中矩形截面梁的空間大撓度變形問題 陳貴敏 (770)
機電信號能否破譯人類遺傳密碼？ 餘靜文 陳雲飛 (774)
感知功能再造：假肢製造技術進步的階梯 朱向陽 (780)
類生物體靈巧手：如何複製人手的智能機械特性？ 朱向陽 (784)
如何實現人-機-環境交互機制下的腦控技術？ 張小棟 (787)
醫療機器人系統：如何同時保證其穩定性和透明性？ 李進華 代煜 王樹新 (790)
軟體機電系統：如何適應“軟體”的驅動與控制？ 康榮傑 王樹新 (792)
如何實現手觸覺感知與物理傳感器檢測的雙向映射機制？ 代煜 李進華 王樹新 (795)
單細胞生物機器人的精準控制 李因武 張銳 (797)
仿生4D 打印中智能材料及其多重響應設計與開發難題 梁雲虹 (800)
納米機器人協同作業修復受損骨骼 齊江濤 韓志武 (805)
仿基因控制組織發育的微納生物製造原理 汪焰恩 (808)
納米生物材料加工中的相容性原理 田邊 張仲愷 蔣莊德 (812)
能否根據生物自適應規律實現工作部件的精確仿生？ 張成春 (815)
生物電磁吸波微粒製造 田為軍 韓志武 (818)
人造體向生物體轉化：如何構建跨尺度多孔仿生微環境？ 帥詞俊 (821)
一維納米材料的三維有序組裝 湯皎寧 鄧遠名 (825)
自組裝：我們能把自我裝配推進多遠？ 張俊秋 韓志武 (828)
Lamb 波傳播中遇到介質斷面後的模式轉化機制 袁慎芳 蔡建 (834)
突破香農採樣定理的機電系統特徵辨識挑戰 陳雪峰 杜朝輝 (837)
動載荷識別反問題 陳雪峰 喬百傑 (840)
納尺度結構中波的傳播機理 王立峰 (845)
納尺度結構的熱振動 王立峰 (848)
金屬切削的非線性動力學問題 李亮 (851)
振動力學方程的一階正則表達 王艾倫 (855)
振動時效的機理 蔡敢為 (858)
鐵道車輛軸承服役性能演變 楊紹普 劉永強 顧曉輝 (861)
常導磁浮車輛的懸浮失穩和耦合共振 趙春發 (864)
齒輪振動與疲勞的相互作用機制 陳再剛 (868)
大變形柔軟多體系統的建模、設計和控制 王皓 劉錦陽 鄭文 (872)
多自由度振動試驗輸入譜相位匹配問題 孟光 李鴻光 靜波 (876)
非線性機械及其控制系統的參數和載荷辨識 孟光 彭志科 (878)
高速動車組車輪失圓問題 羅世輝 (881)
高速水潤滑滑動軸承空化流的潤滑力學機理 蔣書運 林曉輝 (884)
機車車輛輪軌黏著機理及其利用 羅世輝 (886)
力學承載結構的阻尼建模 孟光 李鴻光 (889)
輪軌高頻振動機理 翟婉明 趙春發 孫宇 (892)
長大重載列車的縱向衝擊力學行為 翟婉明 王開雲 張大偉 (896)
複雜流場流量計算 傅新 胡亮 (900)
受限空間內的流體空化（氣穴）問題 鄒俊 吉晨 傅新 陸亮 葉正茂 楊華勇 (905)
氣液固交界彎月面穩定機理 傅新 胡亮 楊華勇 (910)
高頻振動下多自由度諧振效應 謝海波 楊華勇 (915)
高頻多通道數字流體融合與控制 張斌 (919)
液壓泵高速旋轉組件穩定性 徐兵 張軍輝 (924)
柱塞泵摩擦副跨尺度油膜潤滑機理 祝毅 楊華勇 (927)
電靜液作動系統的功率與性能匹配問題 尚耀星 徐兵 焦宗夏 嚴亮 郭宏 吳帥 張軍輝 錢 浩 (932)
流體機械壽命與可靠性的“隨機問題” 王少萍 焦宗夏 楊華勇 姜萬錄 石健 張超 尚耀星 王興堅 徐兵 祝毅 (936)
輸流管路的流固耦合振動 徐遠志 焦宗夏 (941)
液壓系統流體脈動的濾波方法 徐遠志 焦宗夏 (944)
耐汙染電液伺服閥控元件設計機理 吳帥 阮健 (947)
流體動力系統的自激振盪/噪聲（嘯叫） 李松晶 誾耀保 陸亮 歐陽小平 張聖卓 彭敬輝 曾文 (949)
大型移動液壓裝備高效節能運行機制 權 龍 張曉剛 黃家海 葛磊 楊敬 (954)
水液壓元件的摩擦、潤滑與密封 劉銀水 吳德發 朱碧海 張增猛 侯交義 (958)
淹沒態高壓磨料水射流機理與效能 弓永軍 張增猛 侯交義 寧大勇 (963)
納微米級水霧與空氣的高效換熱 蔡茂林 許未晴 石巖 (967)
氣動元件的摩擦副機理 包鋼 (971)
氣體軸承-轉子系統失穩機理 馬文琦 熊偉 王海濤 (976)
微米敏感顆粒物滯卡滑閥的力學機制 鄭直 冀宏 魏列江 王金林 劉新強 閔為 (980)
多物理場耦合作用下飛機作動器往復密封失效理論 歐陽小平 楊華勇 周清和 郭生榮 (984)
柱塞泵液固聲多場耦合激勵振動機理 徐 兵 張軍輝 (989)
真實齧合齒面的疲勞預測與失效機理 秦大同 王佔江 劉長釗 (994)
齒輪磨削表面微觀形貌主動創成 唐進元 陳海鋒 周煒 (999)
齒輪曲面形性協同一體化製造 唐進元 丁撼 (1003)
齒輪齧合狀態參量的測量 王文中 (1007)
高速、重載齒輪膠合機理與設計方法 劉紅旗 (1012)
失油過程中齒輪傳動系統動態熱-摩擦-動力學特性演變機理 陸鳳霞 朱如鵬 鮑和雲 邱 明 (1015)
滾動軸承性能可靠性演變機理 夏新濤 邱明 陳龍 南 翔 (1019)
液力元件葉柵系統循環流動損失機理 魏 巍 閆清東 (1023)
徑向滑片活齒齧合式無級變速傳動齧合理論及動力學 董志峰 (1030)
高效多功率流複合傳動系統設計方法 項昌樂 韓立金 劉 輝 (1034)
微納傳動機構的多尺度非線性變形及解耦問題 林 超 蔡志欽 任一航 吳朝輝 (1038)
機電液複合傳動系統多場耦合作用機理 楊 陽 秦大同 (1043)
齒輪傳動裝置的振動、噪聲產生與傳遞機理 劉 更 劉 嵐 林騰蛟 (1046)
動力傳動系統低頻扭轉振動控制 劉 輝 項昌樂 (1051)
太空環境下傳動機構使役性能與可靠性預測 王光建 喻立 鄒帥東 (1056)
複雜多自由度傳動離散結構拓撲與連續功能參量的新數學表徵 彭增雄 魏 超 (1060)
碳纖維複合材料減速器殼體抗衝擊損傷、熱負荷的使役特性 陳浩森 徐彬 雷紅帥 樊 偉 (1063)
複雜機電傳動系統多維高頻動力學問題及其控制 馬 越 項昌樂 王偉達 (1067)
車輛傳動系統故障實時監測與診斷 張農 曾小華 (1072)
高速齒輪多相流摩擦潤滑機理與能量傳遞 王延忠 (1075)
摩擦的起源 黃 平 胡元中 王立平 解國新 魯志斌 薛群基 佔旺龍 賴添茂 雒建斌 (1078)
微觀非接觸狀態是否存在“摩擦”？ 郭丹 程廣貴 解國新 (1082)
跨尺度（微觀/介觀/宏觀）摩擦學理論 魯志斌 王立平 範雪 刁東風 薛群基 (1087)
滾動摩擦的機理及定量預測 王曉力 (1093)
黏著功測量 王曉力 司麗娜 (1096)
摩擦是如何誘發材料結構發生演變的？ 韋習成 李健 Hua Meng 周峰 王海鬥 (1100)
摩擦噪聲發生機理：一個困擾摩擦學和振動噪聲學界一百多年的科學難題 陳光雄 莫繼良 周仲榮 馮海生 王黎欽 張傳偉 (1103)
摩擦發射的原理 徐學鋒 馬麗然 (1108)
摩擦發電問題 汪朋飛 刁東風 張海霞 (1110)
摩擦發熱機制和測量 張永振 王文中 (1113)
摩擦力準確計算：一個數百年來尚未解決的科學難題 胡元中 馬天寶 雒建斌 (1116)
磨損的預測 孟永鋼 王文中 雒建斌 解國新 (1119)
量子摩擦學 雒建斌 劉大猛 (1122)
極端工況下的摩擦磨損 王黎欽 劉陽 周仲榮 (1125)
摩擦過程的“黑箱”問題 李健 段海濤 (1129)
相似系統間摩擦學特性的傳遞規律 董光能 (1132)
摩擦學系統磨損狀態的在線辨識 嚴新平 袁成清 白秀琴 徐曉健 (1135)
摩擦自旋電子學問題 王超 刁東風 (1138)
含能材料的摩擦安全性 曹志民 陳俊 張丘 劉維 黃交虎 (1141)
超滑的機理 雒建斌 張晨輝 胡元中 李克 (1144)
二維材料摩擦學問題 蒲吉斌 蘇峰華 王立平 黃平 (1147)
彈流潤滑的幾個難題 王文中 郭峰 王靜 楊沛然 (1154)
潤滑液分子結構與摩擦學特徵的關係 高新蕾 劉宇宏 馬麗然 張朝輝 (1158)
薄膜潤滑分子行為探測 雒建斌 馬麗然 劉宇宏 (1161)
核輻射環境下的摩擦磨損問題 邵天敏 (1166)
空間輻照條件下的潤滑問題 王齊華 (1168)
離子液體摩擦學發展中的幾個難題 張松偉 李毅 胡麗天 (1170)
材料表面形態特徵的數學描述與重構 王海鬥 陳書贏 劉金娜 劉喆 (1173)
環境自適應智能塗層 王海鬥 譚娜 馬國政 邢志國 (1175)
納米晶金屬表面的獲得與穩定保持 王海鬥 王守仁 楊學鋒 喬陽 王高其 馬國政 (1178)
如何實現材料表面原子尺度可控去除？ 錢林茂 陳 磊 (1181)
如何快速預測塗層服役壽命？ 王海鬥 劉喆 馬國政 邢志國 (1184)
液體中納米顆粒運動規律與表徵 徐學鋒 郭丹 (1187)
高速切削微量潤滑機制 張 平 王優強 張晨輝 (1190)
鐵路鋼軌波浪形磨損機理與預防 金學松 陳光雄 溫澤峰 朱旻昊 (1194)
船舶能效提升的摩擦學問題 嚴新平 袁成清 白秀琴 (1198)
摩擦誘導活性生物組織演變調控機理 周仲榮 鄭靖 李煒 (1201)
典型構元的力-變形彈塑性解析關係和測試方法 蔡力勳 陳輝 包陳 (1203)
金屬材料蠕變變形速率應力依賴性微觀機理的探索 Chen Bo (1206)
複合材料結構的多尺度模擬 陳浩峰 (1210)
能否用較小樣本條件實現產品可靠性的評定？ 陳文華 高亮 (1214)
棘輪效應是如何加速結構破壞的？ 陳浩峰 陳旭 康國政 (1217)
多軸非比例載荷如何影響結構的服役壽命？ 陳旭 付巳超 (1221)
熱-機耦合載荷如何影響結構的疲勞壽命？ 陳旭 於敦吉 (1225)
核電材料高溫水環境中腐蝕破裂的機理和預測 李光福 (1228)
接觸疲勞亞表面損傷機理的破解 李淑欣 束學道 (1232)
擺脫靜力學束縛的動載複雜應力狀態下疲勞強度理論 尚德廣 (1235)
斷裂力學中的裂尖拘束效應 王國珍 塗善東 (1238)
核廢料存儲容器的超長壽命設計 溫建鋒 塗善東 (1241)
材料與構件殘餘應力檢測的待解難題 吳運新 陳康華 蔣文春 孟光 (1245)
材料微觀結構應力表徵 謝里陽 趙丙峰 (1249)
大型金屬構件高能束增材製造過程內應力形成與測量 張紀奎 (1252)
能否精確預測零件表層切削殘餘應力？ 閆蓉 張小明 彭芳瑜 (1256)
高溫下結構的蠕變：一個困擾機械強度學界近百年的科學難題 軒福貞 (1260)
極端環境下密封件的壽命預測 楊 睿 趙雲峰 梁曉凡 (1264)
不確定性服役條件下結構的壽命預測 袁慎芳 陳健 邱雷 (1267)
疲勞小裂紋擴展試驗、機制與理論 張顯程 塗善東 (1271)
超常規服役條件下材料性能原位測試技術與儀器裝備 趙宏偉 張世忠 (1275)
沖蝕磨損機制及預測模型 鄭津洋 趙永志 (1279)
聚合物慢速裂紋擴展的多尺度表徵與評價 鄭津洋 施建峰 羅翔鵬 (1283)
飛機機翼微小裂縫在線健康監測和自修復機理 鍾舜聰 (1286)
熱障塗層系統中熱生長氧化層萌生和擴展的高精度檢測/監測方法 鍾舜聰 (1289)
材料疲勞極限的科學本質 朱明亮 軒福貞 (1293)
健康評估及預測中的不確定性問題 朱順鵬 黃洪鐘 彭衛文 (1297)
編後記 (1301)
精 彩 樣 章
更多精彩內容，參見《10000 個科學難題·製造科學卷》。
《10000 個科學難題》系列叢書由教育部、科學技術部、中國科學院和國家自然科學基金委員會共同發起編撰出版。正是為了引導科學家們從源頭上解決科學問題，激勵青年才俊立志基礎科學研究，教育部、科學技術部、中國科學院和國家自然科學基金委員會決定聯合開展“10000 個科學難題”徵集活動，系統歸納、整理和彙集目前尚未解決的科學難題。根據活動的總體安排，首先在數學、物理學和化學三個學科試行，根據試行的情況和積累的經驗，再陸續啟動了天文學、地球科學、生物學、農學、醫學、信息科學、海洋科學、交通運輸科學和製造科學等學科領域的難題徵集活動。
目前已出版部分分卷書影：
本文摘編自“10000 個科學難題”製造科學編委會編著《10000 個科學難題·製造科學卷》。內容有刪節。
10000 個科學難題·製造科學卷
“10000 個科學難題”製造科學編委會 編著
北京：科學出版社 2018.10
ISBN 978-7-03-057121-2
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本書是《10000 個科學難題》系列叢書中的製造科學卷。書中的332個製造科學難題是由本領域600 餘位專家研究、提煉與撰寫的，內容覆蓋了當今製造科學幾乎所有的研究方向，反映了當代經濟發展中製造科學的新問題，以及製造科學與多學科交叉產生的新難題。這些難題的匯聚出版，較全面地展示了製造領域所面臨的新使命和發展中的科學挑戰。由於製造科學屬工程科學，難題多從工程現象提出，且具有多學科融合的複雜性。本書的作者們為準確提煉科學難題，將科學與工程的關聯通過難題內容的邏輯結構予以闡明，這也是本書難題的撰寫特點。
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