激光温喷丸强化（Warm Laser Peening，简称WLP）是由激光喷丸/冲击强化发展而来的新的材料表面处理工艺，其结合了热力耦合效应在应力强化和组织强化方面的诸多优势，能够获得比常温激光喷丸强化技术更稳定的残余压应力分布，既能大幅提高材料的疲劳强度，又能抑制疲劳裂纹的萌生与扩展，在航空航天等工业领域的关键零部件制造中有潜在而广泛的应用。　　本文以退火态的Ti6Al4V/TC4航空钛合金为研究对象，采用理论分析、数值模拟结合相关实验的方法，研究激光温喷丸诱导的残余压应力的分布特性及释放行为，探索激光温喷丸对低周疲劳寿命与高周疲劳寿命的影响规律，并通过断口形貌对其断裂机理进行分析。论文研究工作主要有以下几个方面:　　理论方面，根据位错动力学、应力释放理论以及金属疲劳与断裂学，研究表面形变强化抗疲劳技术诱导的残余压应力场对材料疲劳特性的影响;分析了激光温喷丸过程中位错的结构变化以及热力耦合作用下塑性变形的微观机理;研究了动态应变时效过程中溶质原子及柯氏气团等对位错运动的影响，从而获得了激光温喷丸诱导的位错密度模型;探索了低周疲劳与高周疲劳条件下材料内部残余应力的释放机理，并对激光温喷丸诱导残余压应力的稳定性进行了分析。　　数值模拟方面，使用有限元软件ABAQUS对激光温喷丸诱导的残余压应力及释放行为进行了数值模拟研究，并对激光温喷丸数值模拟过程中使用到的关键技术和解决方案进行了探索;系统分析了温度对激光温喷丸诱导残余压应力幅值、深度等分布特性的影响，阐述了激光温喷丸诱导的残余压应力在低周疲劳条件下的释放行为。　　实验方面，进行了典型试样的激光温喷丸系列实验及其结果的分析与检测，探索了激光喷丸温度对诱导Ti6Al4V钛合金残余压应力场分布特性的影响规律，验证了数值模拟的有效性;从低周及高周疲劳两个方面，研究了不同温度条件下激光温喷丸诱导残余压应力的释放行为以及单联中心孔拉伸试样的疲劳寿命;结合试样断口的宏微观形貌，分析了激光温喷丸对材料断裂形式及疲劳特性的影响。　　研究结果表明，激光温喷丸在最佳喷丸温度下可以优化残余压应力的分布，提高Ti6Al4V钛合金表面残余压应力的稳定性，并通过提高材料的屈服强度在降低裂纹扩展速率的同时增加材料的断裂韧性，大幅改善材料的疲劳寿命。