针对K24 镍基铸造合金材料表面粗糙度大引起吸收保护层贴合不紧密的问题，提出采用无保护层激光冲击(LSPwC)方法对K24合金进行强化，利用高周疲劳实验验证其强化效果，并从残余应力、微观组织方面讨论疲劳性能改善机理。实验结果表明：相对于原始叶片，LSPwC 后的模拟叶片的疲劳强度提高16%，保温后疲劳强度提高11%。LSPwC 在试样表层诱导产生高幅值残余压应力和高密度位错，从而提高模拟叶片的疲劳性能；保温后，大部分残余压应力发生松弛，位错结构具有较好的热稳定性，这是保温后模拟叶片疲劳性能提高的主要原因。

提出激光冲击处理增强渗碳的组合方法，提高了12CrNi3A钢渗碳层的质量和耐磨性能。采用球磨实验分析了渗碳和激光冲击增强渗碳两种工艺下材料的耐磨性能，采用扫描电镜(SEM)研究了激光冲击增强渗碳对12CrNi3A材料微观组织的影响。结果表明，激光冲击渗碳试样的比磨损率为2.69×10-14 m3/Nm，比渗碳试样降低了29%。从摩擦系数和微观组织两个方面分析讨论了这种工艺方法提高12CrNi3A耐磨性能的机理。一方面，激光冲击增强渗碳使试样的摩擦系数降低了25%；另一方面，激光冲击渗碳试样表层形成了大量细小的碳化物颗粒，并呈梯度分布，从而提高了12CrNi3A钢材料的耐磨性能。

为了比较激光冲击强化与超声喷丸对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢疲劳性能的影响，对未处理、超声喷丸处理和激光冲击强化处理三种状态试件进行常温振动疲劳试验，并通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段分析两种技术提高疲劳寿命的机理。试验结果表明，在选定的工艺参数下，超声喷丸和激光冲击强化处理后，疲劳寿命分别提高了88.2%和280.1%，形成的表面残余应力分别为-545 MPa，-810 MPa，残余压应力深度分别为0.4 mm，1.8 mm，表面硬度由392 HV分别提高到434 HV、405 HV；超声喷丸形成的组织细化层和纳米晶层较深。经分析，激光冲击强化对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢常温疲劳性能的提高优于超声喷丸主要与其产生的高残余压应力和低粗糙度影响有关。

圆光斑激光冲击强化条件下由于冲击边界产生反向塑性加载效应，会产生“残余应力洞”现象。对TC17、1Cr11Ni2W2MoV、LY2和K417等4种材料进行圆光斑单点激光冲击试验，通过显微硬度和残余应力测试验证了“残余应力洞”的存在，并分析了激光功率密度和强化次数等参数对“残余应力洞”现象的影响。为了抑制“残余应力洞”对强化均匀性的影响，以TC17为对象，优化光斑搭接工艺并开展多遍强化试验，结果表明，与单个光斑强化相比，同样激光参数下，采用特殊光斑搭接和多遍强化可以有效抑制圆光斑残余应力洞现象，提高强化效果均匀性，残余应力和显微硬度平均值分别提高60 MPa和30 HV0.2，极值差分别降低了70 MPa和94 HV0.2。

为研究激光冲击强化(LSP)过程中激光诱导冲击波的时空分布规律，在对比分析有限元仿真的基础上，探索采用光滑粒子流体动力学(SPH)对激光冲击强化的物理过程进行仿真，并设计了冲击波测试平台，对仿真结果进行了初步试验验证。结果表明，SPH模型演化物理过程明显，计算结果和试验结果相似度高，为激光冲击强化物理仿真提供了一种新的研究思路和方法。

提出了1Cr11Ni2W2MoV不锈钢激光冲击强化(LSP)后渗铝提高材料疲劳性能的工艺方法，采用振动疲劳试验方法研究了激光冲击强化后渗铝处理对材料疲劳性能的影响，并与激光冲击强化、渗铝状态进行了对比分析，实验结果表明，激光冲击强化后渗铝工艺方法显著提高材料的疲劳寿命。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)分析研究了激光冲击强化后渗铝对材料微观组织的影响，讨论了这种工艺方法对材料性能提高的机理。结果表明，激光冲击强化后渗铝工艺增加了渗铝层厚度，但不影响其渗铝层的性能，同时使1Cr11Ni2W2MoV不锈钢基体表面晶粒呈梯度分布，从而提高了试样疲劳寿命。

等离子体激励器电极组相位不同便产生多相等离子体气动激励, 建立了粒子图像测速仪流场参数测试系统, 利用粒子图像测速仪技术,研究了非对称布局等离子体气动激励诱导空气流动特性, 分析了多相等离子体气动激励对诱导空气流动速度的影响。结果表明：粒子图像测速仪流场测试系统能够准确地反映等离子体气动激励诱导空气流动的流场空间结构, 等离子体气动激励诱导空气流动是平行于激励器的近壁面射流, 多相等离子体气动激励能够增大等离子体气动激励诱导气流速度, 或者使等离子体气动激励影响流场区域增大。粒子图像测速仪系统是深入研究等离子体气动激励的流场结构最佳的方式之一。

为了提高LY2铝合金疲劳寿命, 探索了用激光冲击强化方法处理LY2铝合金的技术。使用流水约束层和铝箔涂层, 利用波长为532 nm, 脉宽为10 ns, 能量为5 J, 光斑直径为3 mm的YAG激光器对LY2试样进行了激光冲击强化处理。结果表明：经激光冲击强化后LY2铝合金疲劳寿命提高1.1倍。对激光冲击强化后的试件断口分析结果表明激光冲击的强化作用抑制了裂纹在试件表层的萌生和扩展, 从而提高了材料的疲劳寿命。

为了实现某镍基高温合金涡轮叶片榫槽结构复杂部位的激光冲击强化(LSP),进行了不同激光脉冲能量下某涡轮叶片材料K417的激光冲击强化试验,分析了强化参数对材料表面粗糙度、显微硬度和微观组织的变化规律,确定了该材料激光冲击强化工艺参数;并通过振动疲劳对比试验研究了激光冲击强化对材料模拟试件疲劳性能的影响。结果表明,激光冲击强化对材料表面粗糙度影响不大,能提高表层材料显微硬度,影响深度达0.7 mm以上;强化后表层材料的X射线衍射峰宽化明显,位错密度增加,激光冲击强化提高榫槽模拟试件疲劳寿命达67%。

为研究激光冲击强化(LSP)对镍基高温合金振动疲劳强度的影响, 使用流水约束层和铝箔涂层, 利用波长为532 nm, 脉宽为10 ns, 能量为1.5 J, 冲击光斑尺寸为1.6 mm的YAG激光器对K417试件进行了激光冲击强化处理。使用升降法测试比较了冲击处理试件和未处理试件的振动疲劳强度。结果表明,试件经激光冲击强化后振动疲劳强度由106.5 MPa提高到285.5 MPa, 疲劳性能大大提高。对激光冲击强化后的试件断口分析结果表明激光冲击的强化作用抑制了裂纹在试件表层的萌生和扩展, 从而提高了材料的振动疲劳强度。