为研究不同边界约束条件对薄板多点激光喷丸诱导残余应力和塑性变形的影响, 采用数值模拟和试验结合的方法对7075铝合金薄板激光喷丸处理进行研究, 对比分析了板料在底部全约束和两端夹持两种边界约束条件下的变形形貌和残余应力分布。结果表明: 激光喷丸后, 板料冲击区域均产生微凹坑; 底部全约束的板料经激光喷丸后, 未发生整体变形, 仍然保持平整状态, 而两端夹持的薄板喷丸区域发生了整体向上的凸起变形。两种边界约束条件下, 最大残余压应力均出现在板料的冲击表面; 底部全约束时的最大残余压应力为299.0 MPa, 大于板料两端夹持时的251.6 MPa。在厚度方向上, 其残余应力分布也存在着明显差异, 底部全约束时, 厚度方向上的残余应力分布形式为“压应力-拉应力”, 而两端夹持时的分布形式为“压应力-拉应力-压应力”。

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。

激光喷丸强化技术是一种新型的材料表面改性技术相比于传统喷丸强化技术,具有明显的优势。采用试验与有限元分析相结合的方法，探讨了在一定冲击顺序下，多点激光喷丸强化处理后紧固孔周围残余应力的分布情况。结果表明，通过多个直径为2.6 mm光斑的组合能形成一个直径近似为6 mm的较大圆形冲击区域，可用来替代大直径光斑进行冲击强化。在多点激光喷丸强化过程中，由于多个光斑叠加，导致冲击区域的表面残余压应力幅值由第一点冲击后的134 MPa增加到冲击结束后的254 MPa，冲击区域变形深度也逐渐增大到26.6 μm。在冲击区域钻孔后，紧固孔孔口边缘处的最大残余压应力值明显减小。模拟值与实验值吻合较好。

激光冲击强化技术是一种新型的材料表面改性技术。在实际应用中，由于激光光斑直径通常在20 mm 以下，工件表面大范围的激光冲击强化需要采用多个光斑搭接。运用实验和数值模拟的方法，探讨了光斑在不同中心距下诱导的残余应力场的分布规律，研究了不同搭接率对残余应力分布的影响，以及两种不同加载顺序下表面残余应力的分布特性。结果表明：相邻光斑中心距对两光斑之间区域的残余应力有重要影响，随着两光斑中心距的减小，相邻光斑之间区域的应力场由残余拉应力转变为残余压应力；搭接率越大，获得的残余压应力幅值越大，残余应力分布越均匀；从中间到两侧的多点冲击方式能获得较大、较均匀的残余压应力。

利用ABAQUS 模拟2024铝制圆杆经激光冲击后的动态响应，研究了激光诱导的应力波沿纵向和横向的衰减特性，讨论了杆径对应力波峰值随传播距离衰减的影响，对比分析了杆径对残余应力场的影响。结果表明: 强激光诱导的应力波峰值在圆杆中沿纵向和横向均随传播距离的增大而逐渐减小，同时波形出现“弥散”现象。应力波峰值的衰减速度呈先快后慢的趋势。随着杆径增大，圆杆内部的残余应力场逐渐趋于均匀，残余压应力层深度增大并趋于饱和。