2.11表面功能结构领域
　　机械表面功能结构是机械工程学科的新生长点。表面功能结构按功能可分为：粘附表面结构、控制生命物质活动的表面结构、超疏水自洁表面结构、脱附降阻表面结构、疏水减阻表面结构、储油润滑表面结构、仿生降噪表面结构、光信息传输表面结构、光电转换表面结构、人工结构色表面结构、强化传热表面结构、催化反应表面结构等。
　　周明等利用飞秒激光加工技术在K9玻璃表面制备光栅结构，并用流变仪证实了微结构表面滑移的存在。与光滑表面相比，超疏水表面具有明显的减阻效果，且减阻效果与流体粘度有关；采用飞秒激光的方法，在液态光敏树脂中成功制得二维正方晶格光子晶体及波导，同时制备了品质较高的三维木堆型光子晶体。
　　汤勇等采用大刃倾角多齿状新型刀具同时切出多条金属长纤维，并以此纤维为原料，利用烧结工艺制成一种新型高孔隙率大孔径的金属纤维烧结板。该烧结板内部表面具有多茸状粗糙形貌特征，具有高比表面积，这种金属纤维烧结板在甲醇水蒸气重整制氢反应器中得到成功应用。2.12设计学领域
　　复杂机电系统及产品、大型重要装备等的自主创新设计、虚拟仿真设计的理论、方法与技术，是近年来机械设计的重要方向。
　　谭建荣等[10]针对多样性、个性化的定制产品中如何实现千变万化的设计难题，提出并实现了产品配置、变型、进化和递归4项设计技术，实现了将复杂机电产品模糊定制需求转变为产品信息模型的功能定制设计。提出了工程过渡状态、模糊状态、随机状态建模与数字样机集成的仿真设计技术，提出了分数维、整数维、高维相结合的混合维设计建模方法，有效提高了基于数字样机设计的可信度和可用度。
　　圆弧剪刃滚动式剪切机是中厚板剪切重要装备，以前一直是国外装备垄断市场。黄庆学等[11]提出了新型滚切剪非对称曲柄机构设计原理，设计发明了性能优越的中厚板剪切装备，自主设计制造的产品颇具市场竞争力，打破了国外产品的垄断局面。
　　在密封技术领域，王玉明等设计发明了双环带螺旋槽端面密封、双列双叶螺旋槽端面密封以及浮环一螺旋槽组合端面密封，使防颗粒性能、停车密封性能、密封平衡比等性能得到明显改善。
　　谢友柏提出了创新设计过程的核心是知识获取过程的观点。针对现代设计对分布式资源环境依赖性问题，提出了建立在分布智力资源环境基础上的现代设计理论和方法。建设了教育部现代设计与制造网上合作研究中心，支持企业在互联网上合作设计。
　　滕弘飞针对航天器方案设计中解的组合爆炸及多学科设计约束满足等复杂性问题，提出了基于人智一图形一计算的航天器布局设计方法，为航天器等一类大型、高维、动态复杂工程系统方案设计的建模、求解提供了有效方法。
　　韩旭提出了基于计算反求理论的高精度数字化模型的建模方法，提出了适合于复杂装备的结构优化设计技术，应用于高速磨床、汽车零部件的结构优化设计等工程。
　　檀润华等在发明理论TRIZ等方面进行了系统研究，提出了多冲突的定性和定量分析方法与领域解转化技术，归纳了产品创新模糊前端中创新设想4种产生模式。
　　2.13成形制造领域
　　高效、精密、清洁、极端尺度成形制造、数字化、智能化和自动化成形制造仍然是其主要发展方向。
　　快速原型制造(Rapidprototypemanufacturing,
　　RPM)是传统制造向多学科交叉和数字化现代制造发展的最具代表性制造技术。卢秉恒、颜永年、黄树槐等分别对光固化(Stereolithographyapparatus,SLA)、薄材制造(Laminatedobjectmanufacturing,LOM)、丝材溶覆(Fuseddepositionmodeling,FDM)、粉材烧结(Selectedlasersintering,SLS)等[12]方法进行了深入研究，推动了快速成形学科的形成和发展，并在短期内形成了我国的自主技术，应用到汽车、医疗康复工程、农业节水器件等领域，推动了新技术的产业化。
　　针对中高档汽车外覆盖件模具大部分依赖进口的现状，钟志华、李光耀等[12]在汽车覆盖件模具成形理论和技术领域，建立了相对完整的接触碰撞过程仿真理论和方法体系，解决了汽车碰撞安全性和车身冲压工艺分析计算中的共性技术问题。提出了能方便处理接触碰撞过程中大变形畸变的无网格计算格式，在国际上较早实现了三维复杂体积成形过程的无网格仿真。提出了模具冲压成型过程中斜拉延筋新工艺；基于碰撞理论，创建一套从冲压过程数字仿真建模，CAE冲压分析，冲压工艺设计、优化及工艺试验，模具参数优化、到模具结构的设计制造，形成了基于CAD/CAE/CAM-体化的拥有自主知识产权的关键技术与装备，已应用到多家汽车和模具企业，打破了国外对大型覆盖件模具技术垄断的局面。
　　林忠钦等在车身冲压成形过程建模与质量控制研究中，提出了基于相变对材料性能的宏微观耦合的材料本构模型;提出了基于变压边力控制技术，实现成形过程中金属流动的精确控制，建立了高强度钢汽车板精益成形技术体系。大型覆盖件平均废品率由原来5%降到0.5%，促进了国产钢板的广泛应用。
　　胡平考虑了板材在成形过程中的厚度变化，发展了一套更为精确的材料成形分析方法，并开发出相应软件，对国外商用软件进行了二次开发，在工程应用方面取得了良好效果。
　　多场耦合下温度、速度效应与协调控制是大型铝型材等温挤压精确成形过程中迫切需要解决的难题。杨合等采用仿真建模和物理试验相结合的方法，揭示了大型铝型材挤压速度对挤压过程及其温度场变化、挤压速度随挤压行程降低的影响规律；提出了通过控制速度逐段减小实现大型铝型材等温快速挤压过程的技术路线，以及基于大型铝型材挤压过程三维热力耦合有限元建模仿真技术，从而解决了大型铝型材挤压中温度速度效应及协调控制等重大难题，为我国100MN和125MN油压双动铝挤压
　　装备成功研制做出了重要贡献。
　　内高压成形是一项典型的高效、节能、节材、短流程工艺。苑世剑等[13]系统地提出了内高压成形基础理论和工艺关键技术：建立了壁厚分界圆和塑性起皱临界应力理论模型，揭示了成形的缺陷形成机制和壁厚分布规律，发明了"有益皱纹"预制坯和降低成形压力方法，提出了超高压增压器及数字控制等核心技术，成功地研制了国内首台生产用自动化三轴数控内高压成形装备，研制生产了轿车底盘前梁、副车架、排气管件、火箭接头、"神七"舱外服通风管等零件，并在工业生产中得到大批量应用。
　　李明哲研究组对柔模成形的基本理论与实用技术进行了系统研究。在基础理论方面，建立了系统的板材柔模成形理论，提出了分段成形、多道成形、反复成形、闭环成形等柔模成形新工艺，解决了北京奥运会鸟巢建筑中大型钢板弯扭结构件成形的技术难题，并实现了舰艇外壳、高速列车流线型车头覆盖件、颅骨修复体、建筑装饰件、飞机蒙皮以及多种军工产品的多点快速成形，柔模成形设备已出口国外。
　　华林等在环件精密成形研究中，提出了环件轧制咬入孔型、塑性锻透和刚性稳定力学模型，揭示了环件轧制变形的物理机制；确定了环件轧制力、力矩的匹配关系，建立了轧制力能匹配设计方法。提出了环件轧制自激振动力学模型和稳定性条件，揭示了轧辊加工误差、安装误差以及弹性变形对环件精度的影响规律，提出了其精度补偿及在线检测控制方法。应用体积成形理论，发明了滚碾及摆碾设备，成功应用于轴承套的冷压精密成形，大大提高了成形件的强度及制造效率。
　　在激光电弧复合焊接领域，刘黎明提出了一项重要的原创性的焊接技术。他发现了低功率激光诱导电弧等离子体能量增强、积聚的现象及规律，发明了控制和增强激光诱导、增强、激励电弧的关键工艺，提出了基于能源节约型低能耗激光增强电弧复合焊接技术，开发了低功耗激光增强电弧复合焊接集成装备，及配套焊接材料制备工艺及专业设备。2.14高能束加工领域
　　加工尺寸及环境的极端化、加工方法交叉融合、加工技术的精密、高效及数字自动化是其主要研究方向。
　　中科院力学所研制出生产优质冷轧板带所必须的轧辊毛化新技术一YAG激光毛化轧辊技术，在世界上首次实现YAG激光毛化技术成功用于规模生产，该技术核心发明点是研制出特殊声光开关调制技术，使相同功率的YAG脉冲激光器毛化轧辊的频率和毛化粗糙范围提高数倍，提高了轧辊使用寿命。YAG激光毛化技术已成功用于我国各类优质冷轧板生产。
　　姜澜在飞秒激光加工有机材料的研究中，引入量子力学理论，揭示了离子云对激光的聚焦作用，预报了加工出平底沟的可能，得到试验验证，受到国际学术界关注。
　　李力钧、陈根余等发明了一种切割焊接用折叠式准封离型高光束质量千瓦级C〇2激光器，首次实现国产激光器和成套设备应用于汽车白车身的激光焊接和国产大功率高光束质量激光器出口。
　　张永康等在基于强激光冲击波力学效应的非传统制造与表面强化研究中，提出了金属板激光冲击无模/半模成形的方法，研制了重复频率千兆瓦钕玻璃激光器和激光冲击成形系统，实现了难成形金属薄板的激光冲击小曲率半模成形；提出了激光冲击强化效果无损检测方法和膜基界面结合强度的激光划痕测量方法与理论，构建了激光划痕测试系统。
　　华中科技大学发明了一种新型实用的金刚石圆锯片激光焊接系统、提出了基体及刀头的过渡材料的可焊性、烧结工艺及焊接工艺，研制了适合锯片焊接的激光焊接系统，产品远销欧美。
　　黄传真等在硬脆材料的高压磨料水射流切割加工、表面铣削加工、微细磨料水射流精密加工机理及抛光技术、磨料水射流混合管流场仿真等方面开展了系统研究。建立了单磨料粒子脆性断裂和塑性剪切冲蚀动能模型，提出了工件材料脆塑转变冲蚀动能临界条件，研制成功了精密微磨料水射流加工系统，其抛光表面粗糙度可达凡29nm。

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