BEAVRS基准题是来自麻省理工学院(MIT)的基于商用压水堆全堆芯精细建模的国际基准模型,具有详细的实测数据,是由多种富集度燃料及控制棒组件组成的大型压水堆分析验证基准题。使用我国自主研发的蒙卡程序cosRMC对BEAVRS基准题进行精细建模,主要计算了热零功率(HZP)状态下的临界本征值、全堆功率分布和控制棒价值,并与实测值以及国际知名蒙卡程序MCNP,OpenMC,MC21等结果进行对比。HZP状态下,cosRMC临界本征值结果与MCNP计算结果相差仅7.1pcm,符合较好;不同控制棒组件插入情况下的临界本征值与理论值1.000的偏差小于0.74%,控制棒价值结果与实测值误差小于100pcm,计算精度与同类软件相当;此外还对比分析了全堆功率分布与实测值结果的吻合程度及误差产生原因。初步验证了cosRMC程序对复杂堆芯精细建模计算的可行性和准确性,为程序以后的应用及完善打下基础。

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。

激光微冲击成形(μLSF)是利用微尺度脉冲激光和材料相互作用产生高幅冲击波压力实现材料微小塑性变形的技术，其综合了激光成形、冲击强化和塑性成形等技术的优点，通过控制激光工艺参数和合理的路径规划获得所需的微观几何形状和表面质量，具有良好的柔性，在材料微塑加工领域具有显著的技术优势。在介绍激光微冲击成形技术原理和特点的基础上，分析了微尺度激光冲击成形中的压力模型、本构模型及其工艺方法，讨论了激光微冲击成形中涉及的关键技术，综述了激光微冲击成形表面的质量及相关性能的研究现状，指出当前激光微冲击成形研究中存在的问题，并对今后的研究做了展望。

为了研究多点激光微喷丸对表面形貌的影响，采用实验方法测试了激光微喷丸处理后纯铜材料的表面形貌，对不同工艺参数条件下的处理表面进行了分析，给出了合理的表征方式，探讨了主要工艺参数对表面形貌的影响规律。结果表明，激光微喷丸后表面粗糙度增加；激光脉冲能量和搭接率是影响表面轮廓以及轮廓支承长度率的主要因素；通过对多点激光微喷丸强化纯铜表面形貌的分析和合理表征，为工艺参数的选择和表面质量的有效控制提供理论指导。

为了保证高质量的微尺度激光喷丸强化(μLSP)，建立了恰当的数值模拟分析模型，并对模拟中的一些关键技术问题进行了研究和处理。通过对比模拟得到的残余应力场表征值与工艺参数计算所得数据，找出了影响微尺度激光喷丸诱导残余应力场的表征值的关键参数。利用基于响应面的Box-Behnken优化方法进行实验设计，提取各组激光工艺参数下的残余应力表征值进行数据处理，确定各因素以及相关因素的交互作用对残余应力表征值的影响，建立了激光工艺参数与平均表面残余应力的二次回归模型，并对模型的合理性进行了验证，在此基础上确定了最佳激光工艺参数组合。

为研究不同激光喷丸(LSP)工艺参数对强化效果的影响，以ISIGHT软件为平台，结合数值模拟软件ANSYS建立了激光喷丸参数化文件。采用多岛遗传算法对激光工艺参数进行优化，获得一组最佳参数组合。探讨了不同峰值压力及光斑半径对残余应力场及塑性变形的影响，结合实验对优化后激光参数下的塑性变形结果进行了验证。结果表明：模拟结果和实验结果一致性较好，所设计的优化方法可行，对今后的研究具有指导意义。

采用纳米压痕技术对纯铜试样进行了力学性能测试，包括纳米硬度和弹性模量。结果表明，激光微喷丸强化区域的纳米硬度和弹性模量比未喷丸区域高，最高值分别是未喷丸区域的4.21倍和2.39倍。探讨了喷丸区域的纳米硬度和弹性模量的变化规律，分析了主要影响因素和强化机理。通过纳米压痕技术对材料表面力学性能的合理表征，为激光微喷丸强化过程中的工艺参数选择和表面质量的有效控制提供理论指导。