根据仿生耦合理论，以植物叶片和蜻蜓翅膀作为生物原型，针对提高高速轨道列车零部件抗疲劳性能进行研究。利用激光在低碳钢S355表面模仿生物体表结构加工制备合金化增强仿生单元体，将单元体的表面形态、单元体与母材表面的连接方式和不同合金元素合金化的仿生单元体组织有机地耦合在一起，在材料表面形成类似生物体表结构的非光滑形态，提高材料拉伸性能。本论文结合激光熔凝、激光合金化和脉冲电流技术，采用激光熔丝方式制备合金化单元体，对激光加工参数和脉冲电流加工参数进行优化以确保所制备的仿生单强韧化效果最优、分析单元体区域的组织结构和显微硬度、合金成分对单元体拉伸性能的影响以及单元体表面形态对拉伸性能的影响。研究发现，经合金化的仿生单元体可有效提高材料强度，提高幅度达30%以上，脉冲电流处理可提高合金化单元体塑性；添加不同合金制备的合金化仿生单元体的拉伸性能不同；单元体与母材表面金属的连结方式和间距的不同时，材料拉伸性能不同，纵向条纹状仿生单元体强化效果最明显且强化程度随单元体间距的减小而增大。