：激光铣削时能量是以局部热源的形式照射到基体表面上，集中的能量会引起铣削过程中温度场分布不均匀和不稳定。以Al₂O₃陶瓷材料激光铣削为例，建立了激光多道铣削的三维温度场有限元模型。利用ANSYS软件中的APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言模拟了多道铣削时热源的移动。模拟结果表明：随着铣削过程的进行，后面的铣削道光斑中心的温度比前面的铣削道的中心温度高，且具有的热影响区也大；温度梯度变化最大的地方是在扫描方向发生改变的铣削样件边沿区域。将模拟结果的最高温度和文献中的实验结果进行比对，一致性较好。

针对激光三维检测过程中金属表面高光现象对后续检测带来的干扰问题，提出一种峰值连续性检测的方法。首先根据灰度图像的灰度信息提取每一列的灰度峰值；其次依据激光条纹连续性判断峰值信息的有效性，将有效峰值保留，去除干扰波峰，实现高光现象的去除；最后通过检测标准台阶块，对实验结果进行验证。结果表明，相对于一般细化处理的重建结果，高光处理后的重建精度可提高近50%，同时也证明了该方法的有效性。

针对大行程柔性铰链铰链运动范围较大, 转动误差相对较小, 实现其转动精度的测量比较困难的问题, 提出了一种间接测量大行程柔性铰链转动精度的方法。首先对柔性铰链转动精度的衡量指标进行定义和比较; 然后选择合适的指标, 提出间接测量该柔性铰链转动中心漂移量和刚度的方法。该方法利用工具显微镜测量铰链运动刚体上的两个特征点在转动过程中的坐标值, 从而解算出柔性铰链在不同转角时转动中心点的位置。由此不仅得到了转动中心漂移的大小, 还可以得到轴漂的方向。基于该方法搭建了实验平台并对实验误差进行了分析, 分析显示其误差主要为特征点坐标的测量误差。实验结果与有限元仿真对比表明, 测量结果的误差小于0.006 mm, 基本满足对大行程柔性铰链精度测试的要求。

以ABAQUS和MSC.fatigue软件为平台, 建立了激光喷丸强化前后试样疲劳寿命及薄弱位置预测的有限元分析模型。为研究材料强度对激光喷丸强化效果的影响, 以AZ31B和ZK60两种不同强度变形镁合金为对象, 对激光喷丸强化后的残余应力和塑性变形进行了分析, 并预测了喷丸前后的疲劳寿命, 两种材料的疲劳寿命增益分别为112.04%和181.2%。结果表明, 高强度材料激光喷丸强化效果优于低强度材料。

为了研究脉冲激光辐照金属材料时温度场的变化, 采用有限元模拟软件对激光辐照材料的过程进行了模拟。得到了激光辐照过程中, 材料表层及内部的瞬态温度场的变化情况。结果表明, 在脉冲激光辐照金属材料过程中, 激光热作用时间很短,热影响区仅限于激光光斑作用区域的材料表层。

为了探索激光冲击20CrNiMo钢表面微造型摩擦学性能, 从表层微观结构和表面宏观形貌两个角度, 研究了激光冲击强化的方法对20CrNiMo钢表面摩擦磨损性能的影响。采用激光以不同搭接率搭接冲击20CrNiMo钢, 用透射电子显微镜观察激光搭接冲击20CrNiMo钢试样表层微观组织结构, 取得了试样表层晶粒状态的照片; 采用CETR UMT摩擦磨损试验机对其进行摩擦磨损试验, 取得了试样表面摩擦系数和磨损量的数据。结果表明, 激光冲击强化作用可以导致20CrNiM

为研究铜合金薄板的脉冲激光弯曲成形工艺, 基于 Taguchi方法对单道单次扫描成形 V形件的工艺进行了正交试验设计。以弯曲角为响应目标, 以望大特性的信噪比评估弯曲角的品质特性, 得到了最佳工艺参数组合: 激光功率 P为 24W, 扫描速率淄为 500 mm/min, 离焦量 L为 4 mm, 实验测得弯曲角为 1.362毅。在成形 V形件的实验基础上采用多道多次扫描方式进行了预定曲率半径的圆弧曲面成形实验。依据扫描次数与弯曲角之间的关系规划了扫描路径和扫描次数, 实验结果与预设目标有较好的一致性; 半路径扫描比全路径扫描更能得到理想的变形效果和表面质量。实验中发现, 因铜合金薄板热传导率高、厚度小, 激光扫描时上下表面的温度梯度不太明显, 成形机理以屈曲机理为主。

为研究激光喷丸对高强度变形镁合金ZK60疲劳性能的影响机理，使之适应交变应力结构件的工作需要，进行了激光喷丸强化表面改性和拉伸疲劳性能实验。实验结果表明，在激光喷丸强化区域获得有益的残余压应力，产生硬化效应，表面塑性变形的微小区域，变形轮廓曲线波动范围较基体小，增加喷丸次数可增强激光喷丸的强化效应。经3次激光喷丸后，中心孔疲劳试样的平均疲劳寿命由未喷丸试样的78023次提高到125641次，寿命增益达61%。从断口来看，激光喷丸强化主要是改变了裂纹源萌生位置，延缓了裂纹扩展速率，对瞬断区无明显影响。激光喷丸强化为镁合金的抗疲劳制造提供了新的途径。

为了研究激光冲击金属材料后，光斑中心区域材料力学性能异化现象，采用钕玻璃脉冲激光器产生的高能脉冲激光冲击强化型Fe-Ni恒弹合金(Ni42CrTiAl)材料。冲击后采用X射线应力仪对恒弹合金试样冲击区域表面进行了X射线衍射分析，测试了冲击区域残余应力分布情况。结果表明，在试样冲击区域产生了很高的残余压应力，且在光斑中心区域，残余应力值要略小于中心周围区域，出现了力学性能反弹现象。采用有限元模拟软件对冲击试验进行有限元模拟，进一步研究冲击诱导的残余应力分布情况；得到冲击区域有很高的残余压应力分布，且光斑中心区域的残余应力值小于其周围区域，模拟结果与测量结果一致。从冲击波运动、反射与逆向作用角度，探索了冲击区域中心出现的材料力学性能反弹现象的形成机理。这一结果对优化激光冲击强化过程和激光参量的选择是有帮助的。

为了研究激光辐照材料引起表面波纹现象及原因，采用钕玻璃激光器产生的脉冲激光来冲击黑漆作为吸收层的AZ91镁合金试样。激光冲击后采用表面三维轮廓仪对试样冲击区域表面进行测量，结果得到在冲击区域存在波纹分布现象；观测并描绘了表面形貌及表面波纹的分布情况，并分析了材料表面波纹特性与激光能量的关系；得出波纹特性受激光能量影响。最后从等离子体对试样的作用和等离子体内部相干受激光散射机制引起的光栅效应两个方面出发，讨论了热传导、热辐射以及激光照射等因素在试样表面产生热微扰动现象的耦合过程，进而从表面热微扰动的非平衡状态探讨了表面波纹的形成机理。