为深入研究航空活塞发动机的使用规律,探寻航空活塞发动机气缸体磨损失效特性,针对性的研究修理技术,最大程度的实现磨损故障与修理方式对应映射关系。研究主要以广泛应用于通航领域的莱康明IO-360系列航空活塞发动机气缸体为研究对象,分析航空活塞发动机气缸体的磨损失效机理,建立飞行周期内的气缸体功率-载荷谱,评估废旧气缸体的可再制造性,对比分析气缸体再制造技术和常规修理技术的特点,确定内孔等离子热喷涂技术作为气缸体的再制造技术,设计材料体系和制备TiO2-CNTs喷涂材料,分析涂层TiO2-CNTS的强化机理和力学特征,模拟真实工况下的涂层摩擦学测试,研究航空活塞发动机气缸体的再制造涂层的应力应变和疲劳寿命周期,建立风险评估模型评估涂层再制造技术应用风险。首先借助摩擦学原理系统分析了航空活塞发动机气缸体运行在多变工况和高低空冷却不连续下的磨损失效机理,根据航空活塞发动机地面冷启动、地面暖机、起飞爬升、进入最大连续工作状态和经济速度巡航典型工作状态建立航空活塞发动气缸体功率—载荷谱。分析航空活塞发动机气缸体的磨损形式和可再制造性影响因素、应用层次分析法定性分析废旧气缸体的可再制造性。分析常规修复技术与再制造延寿技术的应用特点、技术优势和发展趋势。对比多种再制造技术的应用特点和技术优势,确定使用内孔等离子热喷涂技术修复气缸体内壁。进而从摩擦学、成型质量、喷涂经济性方面设计喷涂材料体系,对比研究TiO2-CNT和Ni Mo Al Y+Cr2O3+Ag+Ca F2与气缸体材料42Cr Mo合金结构钢的强化机理、降低磨损能力及润滑性,确定并制备喷涂材料TiO2-CNT超声分散颗粒物,从微观涂层分析、强化机理分析、耐磨损性能、自润滑性能等方面检验预喷涂层对气缸体的强化机制。分析CNTS在等离子喷涂过程中的相结构和组织转变,CNTS裂纹偏析、桥接、伸长长出避免了裂纹的萌生和发展;CNTS的加入细化了晶粒,增加了位错,增强了涂层自身的硬度和稳定性（不易剥离）;TiO2熔滴自身的湿润性及其毛细作用增强CNTS的桥接作用,强化了涂层稳定性,分析涂层自身增强作用对气缸体延寿效果的机理。再而研究真实废旧气缸体内壁喷涂,并在模拟真实工况下对废旧气缸体内壁涂层作摩擦学测试,检验TiO2-CNTs与42Cr Mo合金结构钢的结合强度及其力学性能,研究发现TiO2-CNTs涂层制成的气缸体内表面,在航空活塞发动机启动暖机时,缸内摩损保持在较低水平（低于原始气缸体）;在经济巡航状态时,摩擦系数（缸内磨损程度）保持较低的增长水平;在最大连续状态（起飞或机动）时,缸内磨损保持在合理磨损状态,且不随工况的剧烈变化而改变。从试验角度说明了,TiO2-CNTs涂层不仅具有良好抗摩耐磨能力,且这种能力随极端工况的剧烈变化而小幅变化,甚至不变。最后建立TiO2-CNTs涂层陶瓷系材料氧化疲劳寿命模型,利用ANSYS耦合瞬态场模块分析研究TiO2-CNTs涂层的应力应变和热疲劳寿命,发现涂层敏感系数对涂层的寿命周期有较大影响,建立粒子群优化的ELAMAN神经网络风险诊断模型评估TiO2-CNTs涂层磨损风险,风险评估模型可很好的预测涂层发生磨损风险的等级。