微动疲劳损伤在连接结构中十分常见,该损伤会加速材料的疲劳失效,大大降低结构的安全性。因此,人们尝试利用各种表面防护技术来增强材料抗微动疲劳损伤的能力。激光冲击强化作为一种新型的表面强化技术,经过了近几十年的迅速发展,在提升材料疲劳寿命方面展现出了巨大潜力。然而,目前针对激光冲击强化工艺下的高温微动疲劳研究还较少,对于激光冲击强化工艺在高温环境下抗微动疲劳损伤的能力尚不明确,因此本文开展了激光冲击强化后构件的高温微动疲劳试验,分析了激光冲击强化对微动疲劳的影响机制,并对相应的高温微动疲劳寿命进行了预测,上述工作都可以为激光冲击强化在抗高温微动疲劳领域提供参考,具有一定的理论意义和工程参考价值。本文主要的研究内容如下:激光冲击强化工艺参数的选取及强化后TC11材料表面特性研究。以激光冲击强化试验原理和室温下激光冲击强化后试验件的微动疲劳试验结果为基础,选取功率密度为4.8GW/cm~2的激光对TC11钛合金材料开展激光冲击强化试验,分析了高温及微动疲劳载荷对材料表层的硬度和残余应力影响,试验结果表明:激光冲击强化后,材料表层会出现残余压应力并发生硬化;温度对于激光冲击强化后表层硬度影响不大;高温下材料会发生明显的应力松弛现象,并且温度越高,松弛率越大,在此基础上对试件施加疲劳载荷后,松弛率将会进一步增大。激光冲击强化后TC11钛合金试件的高温微动疲劳试验研究。对激光冲击强化后的TC11钛合金试件分别开展了室温、300℃及500℃下的微动疲劳试验,分析了微动磨损区及微动疲劳断口,试验结果表明:在室温、300℃及500℃下,激光冲击强化后试件的微动疲劳寿命分别达到了强化前的5.5倍、3.5倍和1.7倍;随着温度逐步升高,试件微动接触区的磨损程度愈加严重,微动疲劳寿命显著减少;裂纹萌生位置随环境温度发生变化,室温下的裂纹源处于激光冲击强化的强化层内,300℃和500℃时,裂纹都萌生于试件的表面。高温微动疲劳寿命预测。在建立有限元模型的过程中考虑了不同温度下的装置的夹持刚度变化,并以残余压应力作为激光冲击强化效果的主要表征量,将其以预加初始应力的方式施加在有限元模型上,实现了对激光冲击强化后TC11试验件的应力应变分析,并基于考虑温度影响的微动疲劳寿命预测模型,对不同温度环境下试件的微动疲劳寿命进行了预测。结果表明:该预测模型得到的预测寿命结果均在二倍误差分散带内,与试验值吻合较好。