激光冲击成形是利用激光产生的冲击波使金属板料产生塑性变形的一种新型的板料塑性成形技术,是激光在金属板料成形领域新的应用。本文在激光冲击成形初步研究的基础上,系统研究了激光冲击下板料的变形特性、影响板料变形大小的主要因素、变形区残余应力的分布,最后利用有限元分析软件对激光冲击成形过程进行了模拟,对相关理论参数进行了修正。为定量分析激光参数、加工边界条件、材料性能、沖击波压力大小及其作用时间等对板料变形量的影响,建立板料变形量与各种参数之间的关系式提供了大量数据。主要工作和结果有以下几点: 1) 论述了激光冲击波形成机理以及金属材料在脉冲激光辐照下的响应,分析了能量吸收层和约束层的作用及其对变形结果的影响,同时介绍了常用吸收层和约束层材料; 2) 实验研究了单次冲击下脉冲能量,光斑尺寸,凹模约束孔径对板料变形量的影响,结果显示,当激光产生的冲击波的压力大于板料动态屈服强度时,激光脉沖能量是影响板料变形大小的主要因素,变形大小随脉沖能量的增加呈非线性增大,直至破裂; 3) 通过两次冲击实验说明多点多次冲击能获得更大的变形量和成形面积,相连两冲击点之间搭接区域的凸起程度会影响成形区域的不平度,因此在多点多次冲击过程中必须控制脉冲能量的大小和相连两冲击点之间的距离; 4) 激光冲击成形后金属板料表面质量分析结果表明:变形后试样变形区表面粗糙度降低,表面变得光滑平整,说明冲压过程中金属板料在被拉胀变形的同时其内部的组织被细化、压实。