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激光喷丸(Laser Peening，LP)，是一种利用激光与材料相互作用产生的高幅冲击波压力实施材料表面改性的技术，其通过改变材料表面的残余应力分布及微观组织结构，大幅提升金属结构件的机械性能和疲劳寿命。铝合金作为航天航空领域使用的重要材料，其关键零部件通常服役于高温或疲劳加载条件下，此时激光喷丸诱导的有益残余压应力将产生释放现象，进而影响激光喷丸强化的力学性能增益。因此掌握激光喷丸残余应力在高温或循环加载条件下的释放特性，进而实现残余应力释放量和释放速率的有效控制，是保证材料改性后性能增益和质量可靠性的关键。本文采用理论分析与试验研究相结合的方法，系统研究6061-T6铝合金激光喷丸诱导的残余应力分布及其在热力条件下的释放特性，主要工作如下: (1)以高能短脉冲激光与材料相互作用诱导高幅冲击波的物理机制为基础，探讨金属材料激光喷丸残余压应力的产生机理，分析残余压应力的影响因素及其评价指标，引入残余压应力估算模型，在此基础上，宏微观相结合分析残余压应力在高温和循环加载条件下的释放规律和释放机理。 (2)实验研究激光喷丸残余压应力在高温条件下的释放特性。选用GAIANd∶YAG高功率激光器对典型6061-T6铝合金试样进行激光喷丸试验，RX3-50-13箱式电阻炉进行保温试验，通过X-350A型X射线衍射仪测量试样表面以及深度方向的残余应力分布，LEICA DFC420光学显微镜分析试样微观组织结构。通过不同温度和不同保温时间下残余应力以及FWHM值的测试，分析残余压应力在高温下的释放规律，通过激光喷丸和保温试验后铝合金表层的显微组织形态观察，探讨激光喷丸对材料高温稳定性的影响机制。 (3)实验研究激光喷丸残余压应力在循环加载条件下的释放特性。选用MTS-809拉扭组合材料测试系统进行6061-T6铝合金狗骨状试样在循环加载条件下的残余应力释放试验，研究未处理试样、激光喷丸试样及激光喷丸后经150℃保温处理10min试样在经历不同循环次数加载后表面残余压应力的释放特性，在此基础上，从微观组织结构的角度分析残余应力在循环加载条件下的变化规律，为获得热力耦合作用下力学性能相对稳定的激光喷丸强化工艺提供依据。