在不同温度下对2024-T351航空铝合金进行了激光喷丸(LP)，研究了温度对其表面力学性能的影响规律，并结合微观组织分析得出了激光温喷丸(WLP)对2024-T351航空铝合金的强化机理。结果表明，激光喷丸2024-T351航空铝合金的显微硬度随喷丸温度的升高而增大，弥散强化效应使得120 ℃激光温喷丸在2024-T351航空铝合金表面诱导的残余压应力幅值显著高于常温激光喷丸。

为了研究激光喷丸技术对A356铝合金热稳定性能的影响，采用Nd∶YAG激光器对其进行表面激光喷丸处理及将各试样进行220°C退火试验处理的方法，从微观组织、显微硬度及残余应力等方面进行理论分析和实验验证，取得了一系列实验数据。结果表明，激光喷丸处理能够有效提高A356铝合金的热稳定性能，且在材料表面诱导了较大残余压应力，显微硬度和位错密度得到显著提高，晶粒明显细化; 退火后，激光喷丸试样的表面残余压应力下降了30.68%，位错密度从1.63°降到1.51°，显微硬度下降19.42%，表层晶粒尺寸有所长大，但较基体而言，其晶粒尺寸长大幅度较小。这一结果对于拓展激光喷丸技术和A356铝合金的应用领域是有帮助的。

为了研究激光温喷丸(WLP)工艺中的最佳冲击波压力，使用有限单元法模拟了激光温喷丸诱导的残余应力场分布，并分析了不同冲击波压力对残余压应力大小的影响。有限元模拟过程以6061-T6铝合金为研究对象，选取了六种不同的冲击波压力以及三种不同的温度作为试验条件，根据残余应力场的分布情况确定出了冲击波压力与温度的最佳组合。结果表明，不同于常温激光喷丸中最佳激光冲击波压力2～2.5倍的Hugoniot弹性极限(HEL)，激光温喷丸的最优冲击波压力应为2倍HEL。

激光温喷丸是一种新型的激光表面强化工艺, 即先将材料预热到一定的温度, 再对材料进行激光喷丸处理。相比于常温激光喷丸, 激光温喷丸产生的热-力效应更有利于提高循环载荷和高温下的残余应力和微观组织性能稳定性。温度和激光功率密度是影响激光温喷丸效果的两个重要因素, 本文以Johnson-Cook模型为本构模型, 用Abaqus有限元分析软件模拟分析了不同温度(250、 260、 270、 290、 310 ℃)和激光功率密度I0(7、 8、 9、 10 GW/cm2)下激光喷丸Inconel 718镍基合金后的残余应力分布, 从而确定了激光温喷丸镍基合金的较优工艺参数组合I0＝9 GW/cm2, T＝260 ℃,此时残余应力存在一极大值-489.06 MPa。在此基础上, 选取I0＝9 GW/cm2进行激光温喷丸(260 ℃)和激光喷丸实验, 用X射线应力测定仪和显微硬度计分别对试样的表面残余应力和显微硬度进行测试, 发现表面残余应力和模拟结果一致性较好, 激光温喷丸后的显微硬度相对于基体提高了60%, 比常温激光喷丸后的显微硬度更有所增大。

提出了一种激光冲击形成飞片，进而驱动飞片直接成形工件的复合工艺。结合剪切模具，使用波长1064 nm的NdYAG平顶型短脉冲激光束，在厚度为50 μm的铜箔上冲击得到高质量飞片，利用高速飞片直接在成形模具上进行塑性成形，获得了具有良好成形效果的胀形件和环形剪切件。对激光冲击驱动飞片复合成形的机理和性能进行了探讨，并对实验过程中出现的现象及问题进行了初步分析。作为一种高效冲压成形方法，不仅拓展了激光微冲击成形技术的应用领域，也为激光驱动飞片加载金属薄板成形微结构等研究提供了参考。

激光微喷丸强化是利用微尺度脉冲激光和材料相互作用诱导的冲击波压力实施表面改性的新技术，可适应于宏观和微观金属构件的表面处理。通过控制工艺参数和合理的路径规划能够在材料表层产生有益的残余压应力分布和规则的几何形貌，有效改善材料的耐磨、耐腐蚀和抗疲劳性能，从而有效提高结构零件的使用寿命。在介绍激光微喷丸技术原理和特点的基础上，分析了激光微喷丸工艺过程涉及和需解决的一些关键科学问题，概述了激光微喷丸强化在压力模型、相关试验、数值模拟和表面完整性等方面的研究成果和进展，指出了目前激光微喷丸强化改性研究中存在的问题，并对激光微喷丸技术的发展及其应用进行了展望。