采用有限元分析方法对激光冲击2024铝合金圆杆圆周曲面诱导的动态应力波及其残余应力进行了数值模拟。首先, 在ABAQUS/Explicit显式分析模块中模拟了峰值压力为2 GPa激光冲击波在φ16 mm杆中诱导的应力波的传播过程。随后, 在ABAQUS/Standard隐式分析模块中进一步计算在圆杆曲面上诱导的残余应力。在此基础上, 分析了圆杆直径的大小对应力波峰值衰减和残余应力分布的影响, 并进行了相关的试验验证。研究结果表明, 峰值压力为2 GPa冲击波在φ16 mm的杆中诱导的弹塑性的应力波, 应力波的峰值压力在400 ns时间内迅速衰减至250 MPa。冲击后, 在距光斑中心小于0.5 mm冲击区域内分布不均匀残余应力, 在光斑中心处形成了残余拉应力, 轴向S11值为42 MPa; 在半径为0.5~1.5 mm 的冲击区域分布着残余压应力, S11值大约在250 MPa。应力波在传播过程中, 其压力峰值衰减的速率随着杆径的增大而减慢, 表面形成的残余压应力均随杆径的增大而增加。

采用波长为1064 nm、脉冲宽度约为10 ns的激光束对304不锈钢进行双面冲击强化处理(LSP), 利用三维形貌仪观察LSP试样的表面形貌, 采用X射线应力仪测量试样表面的残余应力; 采用伺服液压疲劳试验机对试样进行疲劳试验, 以得到疲劳裂纹扩展速率曲线; 采用扫描电子显微镜观察试样裂纹扩展不同阶段的断口形貌。结果表明：激光冲击强化处理可使试样表面产生最大变形量约为25 μm的塑性变形, 形成最大值为-218 MPa的残余压应力, 并可使裂纹源向试样内部转移; 激光冲击强化能显著降低冲击区域处的裂纹扩展速率。基于疲劳裂纹扩展速率曲线再次验证了激光冲击处理可显著提高304不锈钢的抗疲劳性能。

采用动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对316L不锈钢靶板在脉宽为纳秒量级的强激光诱导的冲击波作用下的变形速度进行了数值模拟，建立了适用于高压高应变率条件下的有限元模型，并将数值模拟得到的速度曲线与前人实验结果进行了比较，验证了模型的正确性。此外，靶板的变形速度随冲击波压强的增加而增大，随靶板厚度的增加而减小。模拟结果对研究激光冲击成形、靶板层裂以及侵彻等过程具有参考意义。

利用三维有限元技术模拟预测激光单次冲击圆杆件诱导的残余应力场，并与实验结果比较，残余应力场的预测值与实验测量值一致性较好。探讨了激光功率密度、冲击角度以及冲击次数等激光参数对残余应力场的影响。结果表明，在激光冲击圆杆件过程中，激光功率密度越大，光斑中心区域的残余压应力越小，残余应力状态最终由残余压应力变为残余拉应力；光斑中心区域的残余压应力随冲击角度的增大而增大；冲击次数在一定阈值范围内时，光斑中心的残余压应力增幅显著，之后逐渐趋于饱和。塑性强化层深度随激光功率密度和冲击次数的增加而增大，激光冲击角度对塑性强化层深度几乎没有影响。

不同的散斑场会显示出不同的灰度分布特征,并对数字图像相关方法的计算结果有着重要影响。使用计算机模拟生成一系列单向拉伸图像和双向拉伸图像,并在生成的图像中添加噪声,从而获得一系列含噪声单向拉伸图像和含噪声双向拉伸图像。使用数字图像相关方法对无噪声图像和含噪声图像分别进行相关计算,并分析研究图像应变量与相关计算结果正确率间的关系,研究结果表明发现当图像的应变量在一定范围内时,数字图像相关方法计算结果的正确率较高。同时发现,当图像的应变量较小时,噪声对相关计算结果的影响较大,随着图像应变量的增大,噪声对相关计算结果的影响逐渐减小,当图像的应变量到达一定程度时,噪声对相关计算的影响就不明显了。

用吉瓦每平方厘米量级的强激光对渗碳淬火的齿轮进行了激光冲击强化试验，对冲击处理后疲劳齿轮的综合误差进行了测量，用X射线衍射(XRD)的方法测试了残余应力和组织含量的变化，并进行了齿轮的磨损试验。结果表明，激光冲击对齿轮的精度影响较小；在齿廓的表层存在较大的残余压应力，法向残余压应力至少增加了107%，齿向的残余应力至少增加了85%；激光冲击处理使残余奥氏体的含量减小；经过磨损对比试验，未经过激光冲击强化齿面点蚀的面积是强化后齿轮的2.1倍，激光冲击能使齿轮接触疲劳寿命得到延长。