飞机服役环境恶劣,长时间服役后其内部存在大量的腐蚀损伤结构件,具有重大的安全隐患。目前主要采用表面强化技术对飞机受损件进行修复,传统表面强化技术的强化效果不显著,且主要以离线修复为主,加工效率较低。激光喷丸具有强化效果显著且便于实现在线修复,能够有效提高维修质量和效率。涂层技术是实现激光喷丸在线修复工艺的关键,但国内外有关激光喷丸在线修复的涂层技术鲜有报导。本文开发一种适用于激光喷丸在线修复工艺的新型复合胶层,对于实现激光喷丸在线修复、提高激光喷丸修复效果等具有重要的理论及实践意义。本文以7075-T6铝合金飞机受损件为研究对象,采用理论与试验相结合的方法对复合胶层进行研究,提出了一种适用于激光喷丸在线修复工艺的复合胶层制备方法,探究不同复合胶层参数及工件表面几何特征对表面硬度强化的影响规律,通过神经网络与遗传算法相结合对复合胶层参数进行优化,并通过试验验证了模型的准确性。首先通过对常用的约束层材料进行激光喷丸试验,分析了固体、液体约束层的优缺点,确定了胶体约束层的材料为环氧树脂胶,针对不同试样的表面形状制定了胶体约束层的固化工艺,同时确定了激光喷丸在线修复工艺对吸收层的要求,分析了常用的吸收层材料优缺点,确定了新型吸收层,在胶体约束层和吸收层的基础上开发了适用于在线激光喷丸的集胶体约束层(固化后的氯丙烷基环氧树脂)和吸收层(3M黑色电工胶布与3M黑色双面胶带)于一体的复合胶层,为在线激光喷丸修复飞机受损件奠定了基础。基于上述复合胶层,完成了常规涂层材料与复合胶层材料的激光喷丸表面硬度强化试验研究,试验结果表明复合胶层具有更好的强化效果,在激光能量为1.6 J、脉宽为10ns、波长为1064 nm的条件下进行单点单次冲击,能使7075铝合金靶材的表面硬度值有效提升了11.62%。针对激光喷丸修复的平面件,研究了复合胶层参数对平面件的硬度强化规律,主要分析了吸收层厚度、约束层厚度和约束层成分配比对其硬度强化的影响。对飞机受损件打磨后的几何特征进行分类,并对分类后的几何特征作出相应简化,将试样简化细分为凸圆弧面、凹圆弧面和斜面;研究了复合胶层参数对凸、凹圆弧表面硬度强化的影响规律;设计了影响凸、凹圆弧表面硬度提高百分比的正交试验方案,并进行了极差分析,试验结果表明,在相同的工艺参数下,凸、凹圆弧表面硬度强化规律相同,且激光喷丸对凹圆弧表面硬度强化效果更加显著,表面硬度提高最高可达20.43%。最后,本文采用BP神经网络建立以复合胶层参数为输入变量、凸、凹圆弧表面硬度提高百分比为输出变量的非线性预测模型,其综合回归系数R2=0.99747,所建立的BP神经网络预测模型拟合度较高,预测性能较强。利用BP神经网络建立的预测模型与遗传算法相结合对复合胶层参数进行优化,使激光喷丸对凸、凹圆弧表面硬度提高百分比分别为:19.24%和20.75%,模型预测与试验结果的相对误差小于5%,为复合胶层参数优化提供了理论基础;本论文研究了激光喷丸后对7075铝合金材料拉伸力学性能的影响,当激光能量、冲击次数和搭接率增大,材料的屈服强度和抗拉强度随之增大。