航空发动机涡轮盘作为一种典型的发动机核心转动部件,材料要求高,制造技术难度大,已成为衡量一个国家制造业和科技发展水平的重要标志之一。航空发动机涡轮盘服役工况复杂且苛刻、失效诱因及方式繁多、待强化区域结构复杂、强化工艺优选难度大,在服役过程中易出现局部应力集中的高应力部位,如榫槽槽底,榫齿齿根、齿面等位置,同时,还易出现榫槽槽底裂纹,榫齿断裂等不可逆失效,因此,对航空发动机涡轮盘榫接材料进行改性延寿研究十分必要。目前,对涡轮盘进行强化普遍采用机械喷丸的方法,该传统的表面改性方法已经无法满足涡轮盘更高的服役工况要求。激光冲击强化处理工艺不同于其它激光加工工艺,它是利用激光产生冲击波的力效应,激光诱导的高达数GPa的冲击波压力使材料表层以极高的应变速率发生变形和动态屈服,产生微观塑性变形,形成硬化层和残余压应力层,并伴随位错、孪晶等晶体缺陷的产生,从而使材料的力学性能,如硬度、耐磨性、抗疲劳性能、抗外物损伤能力等得到有效的改善甚至提升。激光冲击强化加工时一般都是激光束垂直于工件加工表面,而涡轮盘榫齿榫槽所需强化的区域结构复杂、空间狭小易干涉,强化难度大,难以进行激光垂直冲击强化处理。因此,本文提出能量补偿等功率密度激光斜冲击强化复杂零件的加工新方法,从能量补偿计算到数值模拟仿真,再到激光斜冲击工艺参数优化等多个维度进行系统研究,从表面完整性、拉伸性能、微观组织等多指标表征的角度全面深入地阐释了激光斜冲击强化作用机理,并进一步以优选算法形式构建多因素耦合强化效果评价模型,搭建了激光斜冲击强化效果评价指标体系,实现了激光斜冲击强化效果的高效、全面、科学评价。主要研究内容和结论如下:（1）提出了能量补偿等功率密度激光斜冲击强化方法,基于应力波斜入射传播机制和原理,阐释了激光冲击波斜入射作用的理论基础,再根据涡轮盘榫齿榫槽结构特点,进行了 FGH95高温合金材料激光斜冲击强化理论计算研究,在此基础上,采用ABAQUS有限元分析软件构建了激光斜冲击波加载理论模型,对FGH95高温合金材料进行了有限元仿真模拟,分析获得了不同斜入射角度对残余应力场分布的影响规律。（2）开展了不同入射角度的激光冲击强化试验,研究了不同角度的激光斜冲击作用对FGH95高温合金材料残余应力、表面形貌、表面粗糙度、显微硬度以及微观组织的影响,分析揭示了斜入射角度的激光冲击强化机理。试验结果表明,入射角度越大,材料表面接收到的激光功率密度越小,各项指标越差,在30°情况下,相比未冲击试样件残余压应力达230 MPa,高于其它入射角度情形,表面显微硬度高达520 HV,较未进行激光斜冲击强化的基体提高了约13%,材料表面发生了微塑性变形,微观层面体现为材料表面的强化影响层内粗大γ’相相比于其它处理而言更小且更少。针对涡轮盘榫齿榫槽复杂结构的激光冲击强化加工而言,采用激光斜冲击强化的方式是切实可行的。（3）开展了不同激光斜冲击工艺条件下的正交试验,研究了不同激光能量、光斑直径和冲击次数对FGH95涡轮盘榫接材料表面质量的影响规律,分别就材料表面残余应力、面粗糙度、显微硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率、平均晶粒尺寸、弧弓高、平均曲率等指标进行了方差和极差分析,结果表明,相比未冲击的试样件,通过激光斜冲击强化后,各项性能指标均有所改善和提升,同时也会不可避免地发生弯曲变形,因此有必要尽可能通过优选不同激光加工工艺参数,在保证变形量小的同时获得相对最佳的表面性能。在本章试验因素水平条件下,激光能量对残余应力、面粗糙度、显微硬度、平均晶粒尺寸的影响十分明显,均在5%的置信水平内显著,是应首先考虑的重要因素之一;为了减小试样件弯曲变形,冲击次数是应首先考虑的因素;影响各项指标的各因素综合主次排序为:激光能量＞冲击次数＞光斑直径;为了能获得相对更佳的综合性能,因素水平组合可选:激光能量8 J,光斑直径3mm,冲击次数1次。（4）依托正交试验获得拉伸性能指标数据和优选的激光工艺参数,开展了 FGH95高温合金拉伸试样件激光冲击强化补充试验,对比分析了拉伸性能和断裂形貌特征,获得了激光斜冲击对FGH95涡轮榫接材料拉伸性能的影响规律。结果表明,试样件沿与外力成约45°方向断裂,表现为贯穿断口截面特征,宏观上,都属于韧性断裂,微观上,断口表面出现大量的撕裂棱、微孔和等轴韧窝,韧窝尺寸大小不一,在一些微孔洞底出现第二相粒子,微孔尺寸宽且深;经激光冲击强化处理的试样件抗拉强度、屈服强度和伸长率均较未经冲击处理的试样件有所提高;双面冲击相较于单面冲击方式,强化后的拉伸效果更好,抗拉强度和屈服强度都略有增加,但增幅不大,伸长率有所降低;未冲击试样件表面大都呈等轴韧窝,而经冲击的表面沿材料内部方向有着逐渐过渡、形状呈抛物线形的拉长韧窝;双面冲击比单面冲击的效果更好,无论是单面还是双面冲击,垂直冲击获得的效果比斜冲击的好,但是相差幅度不大,因此,不得不进行斜冲击强化加工时,30°的斜冲击效果接近于垂直冲击,在工艺上是可行的。（5）提出了一种科学可行的激光斜冲击强化效果评价机制,根据目标导向性、整体性、独立性、可操作性以及层次性等原则构建了激光斜冲击强化效果评价指标体系,基于联盟博弈法,将改进AHP法、熵权法和改进型的灰色关联度法三种单一赋权法所计算的权重进行结合,得到指标体系内各指标权重值,并利用改进型的TOPSIS法对样本数据进行科学、客观的评价,以此实现了激光斜冲击强化效果的综合评价并优化了工艺参数。依托前文获得的试验数据,当激光加工工艺参数为:激光能量8 J、光斑直径3 mm、冲击次数3次时,FGH95高温合金激光斜冲击强化效果相对最为明显,激光能量6～7.5 J,冲击次数2、3次,光斑直径4～5 mm的搭配组合可作为相对最佳的加工工艺参数。