中图分类号：TG668 DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.05.015

0 引言

激光冲击强化（LaserShockPeening，LSP）与喷丸强化（ShotPeening，SP）是提高零部件疲劳寿命的表面强化技术[1-2]。两种强化技术的作用机制相似，均可使材料表面发生塑性变形，在靶材表面和深度方向诱导残余压应力，从而改善材料的表面性能，但是两者作用的形式与效果存在着一定的差异[3-4]。喷丸强化主要是利用高速弹丸使材料表面产生剧烈塑性变形；而激光冲击强化是利用激光在靶材表面形成等离子体，等离子体在约束层的限制下膨胀，使得材料表面发生轻微的塑性变形。

近几年，国内外针对利用激光冲击强化和喷丸强化提高材料表面性能做了大量的研究。WANG等[5]基于铜和铬钛复合激光喷丸的数值模拟，详细研究了激光光斑重叠率和激光功率密度（峰波压力）对激光喷丸诱导晶粒细化的影响。HU等采用高斯模式激光对IN718合金进行数值模拟，研究了激光脉冲能量对材料表面形貌和残余压应力场的影响。周兆锋等建立TC4钛合金喷丸强化的有限元模型，分别研究了垂直入射、入射角为 10^∘ 和入射角为 20^∘ 时的残余应力和表面粗糙度变化规律。QIANG等采用随机喷丸有限元模型和一种新的喷丸覆盖计算方法，研究了喷丸覆盖率对Q345qD钢残余压应力场和表面粗糙度的影响。邢家麒等建立随机喷丸模型，模拟了喷丸改善Q235B焊接接头残余压应力场。

目前，在大多数激光冲击强化与喷丸强化数值模拟研究中，均未考虑表面初始粗糙度对应力分布的影响，且针对复合强化数值模拟的研究也鲜有报道。……