微挤压模约束下的激光冲击微体积成形技术是利用激光诱导的冲击波使局部金属在凹模约束下产生体积变形的一种成形新技术。为了分析不同板厚(0.12mm,0.15mm,0.17mm和0.22mm)的3003铝合金在不同凹模孔径(0.4mm,0.7mm,0.9mm和1.1mm)约束下的成形深度，采用建立有限元模型进行数值分析的方法，进行了理论分析和实验验证，取得了不同板厚和不同孔径成形下成形深度的数据。结果表明，成形深度随板厚的增大而增大趋势逐渐减小；对于同一厚度，板料成形深度随孔径的增大呈非线性增大趋势；对于同一点冲击，冲击次数对板料的成形深度影响很大。数值分析结果与实验吻合度较好，这一结果对微体积成形质量控制是有帮助的。

为了探究激光冲击对不锈钢焊接接头残余应力分布的影响，对不锈钢焊接过程和激光冲击焊缝过程进行了数值分析。结果显示，焊后焊接结构的残余应力分布很不均匀，焊缝表面表现出较大的残余拉应力，横向和纵向残余应力相差较大。经激光冲击处理后，焊接区域的残余应力都有明显的改善，表面残余应力由拉应力转变成压应力，且应力值随着激光功率密度和冲击次数的增加而增大，横向应力和纵向应力分布也趋于均匀；选用合适的搭接率可以产生均匀的残余压应力。分析结果为激光冲击改善焊接结构性能提供参考依据。

为了解决难成形材料微构件成形困难,采用脉冲固体激光器对铝合金微型件进行了辅助加热实验研究,同时利用有限元软件ABAQUS建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,对激光加热后的温度场分布和微塑性成形过程进行了模拟研究。结果表明,工件在激光功率800mW,加热时间0.08s,光斑半径0.1mm下的温度场分布呈卵圆形,在短时间内温度场基本趋于均匀化,激光加热下的微塑性成形应力比常温下降低了30％左右。这一结果对提高微塑性材料的成形性能和完善微热及微温成形工艺是有帮助的。

介绍了激光驱动飞片加载金属箔板成形的方法。采用激光驱动飞片的Gurney 模型, 计算得出功率密度0.64 GW/cm2时, 10 μm厚的铝飞片速度可达到250 m/s, 碰撞压力为1.9 GPa, 是约束模型下激光诱导压力的3倍左右。表明激光驱动飞片加载的成形能力显著高于激光直接冲击; 采用LS-DYNA软件数值模拟了激光驱动飞片加载铝箔微成形过程, 发现冲击载荷下飞片应力、速度变化的模拟结果与理论计算吻合度较好, 验证了激光驱动飞片加载机制的正确性。

提出了一种新的微成形方法——激光驱动飞片加载金属箔板微成形技术, 结合飞片速度模型和加载压力模型阐述了成形机理, 利用10 μm厚的铝箔进行了初步成形实验。在体式显微镜下观察成形后的铝箔表面光滑, 并且与模具的贴合程度较高, 表现出很好的成形精度。考察了激光能量对铝箔成形深度的影响。通过表面轮廓形貌测量仪检测发现, 成形深度受激光能量的影响比较大。在光斑直径为1 mm, 单脉冲激光能量为25～40 mJ时, 铝箔成形深度随激光能量基本呈线性关系增加, 单脉冲激光能量在45～50 mJ时, 铝箔由于破裂成形深度大幅增加。

针对难成形材料微构件成形困难的特点,提出基于激光双面加热的微塑性成形方法。采用有限元分析软件ABAQUS,建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,并对激光加热后工件的温度场分布和微塑性成形进行了模拟和应力分析。结果表明,采用激光双面加热的方法可以为微塑性成形建立合适的温度场,激光加热状态下的微塑性成形力明显降低,提高了微塑性材料的成形性能,拓宽了微塑性成形技术的应用范围。