激光立体成形技术可快速、无模具且全致密近净成形的制造结构或外形复杂的零件,目前该技术已能制造多种精密复杂的实用构件,并逐步应用于飞机发动机及飞机大型承力结构。目前针对激光立体成形TC4钛合金的研究重点集中在制造工艺参数和静态力学性能等方面,缺乏动态力学性能及破坏机理的研究。因此,研究激光立体成形TC4钛合金的动态剪切力学行为具有重要的理论意义和实用价值。为研究激光立体成形TC4钛合金的动态剪切力学行为,本文利用双剪切试样、帽形试样、静力实验机、带有高温同步组装系统的分离式Hopkinson压杆（SHPB）等,对激光立体成形TC4钛合金在不同加载方向（分别为该合金制备时的激光扫描方向和激光成形增高方向）、不同温度（173～1173 K）、不同应变率(10-2～10~5s-1)下的压缩与剪切行为进行了实验测试,分析了塑性流动行为的温度敏感性和应变率敏感性;结合微观观察与理论分析,对动态剪切破坏机理进行研究;对金属材料在高应变率下常见的破坏模式—绝热剪切破坏—进行深入探讨。本文研究内容主要包括如下四部分。（1）针对SHPB实验中的波传播衰减弥散问题,依据杆自由端撞击的波传播系数法试验原理,提出了基于SHPB实验的原位测试波传播系数法。设计了一种新的高温剪切试样,该试样剪切区接近纯剪切状态,配合改进的高温分离式Hopkinson拉杆（SHTB）实验系统,可实现常温及高温时高应变率剪切实验。设计了一种新的双剪切试样,该试样剪切区应力、应变均匀且应力三轴度低,并优化了实验方法。采用该双剪切试样和SHPB实验系统,可实现应变率高达10~4s-1量级剪切实验。（2）采用圆柱压缩试样,在较宽温度（173～1173 K）和应变率(0.001～5000 s-1)范围内开展了压缩实验,主要研究流动应力随温度、应变率的变化规律,并分析变形前后试样的微观特征。结果表明:该合金在宏观上无明显力学各向异性;其压缩强度低于铸造和挤压成形TC4钛合金。微观分析表明:动态压缩时该合金易出现绝热剪切变形,但实验温度的升高会抑制绝热剪切带的产生。通过显微观察和力学分析,材料失效机理是绝热剪切破坏,剪切带内形成空位和裂纹,裂纹沿α/β界面扩展形成断面。（3）系统研究了该合金在不同加载方向、不同温度（173～573 K）时的静态和动态(10~4～10~5 s-1)剪切力学行为,对比分析了实验前后试样的显微组织特征,并讨论了绝热剪切带的动态再结晶过程。尽管加载条件不同,剪切力学行为在宏观上并没有表现出明显的各向异性。静态剪切时无绝热剪切带产生。应变率为10~4 s-1量级时,流动应力随应变率的增大而增加,二者大致呈线性关系;试样断口为韧性断口,具有光滑区和韧窝区两种典型微观结构。应变率为10~5 s-1量级时,该合金具有明显的温度敏感性,且比传统锻造和挤压的TC4钛合金相比动态剪切强度较低,其原因可归于制造时引起的初始缺陷;在动态剪切载荷作用下会形成绝热剪切带,显微硬度测试表明,剪切带内的硬度高于周围基体,原因是晶粒细化而导致的强化效应;采用旋转动态再结晶理论,描述了细化晶粒的形成过程。（4）研究了绝热剪切带的形成机理,并结合Johnson-Cook本构模型基础,计算了热塑性本构失稳的临界条件;通过单独调整本构模型中的各参数,探讨了材料参数对失稳临界条件的影响;采用连续介质力学的方法,并结合实验结果,研究了剪切带的走向与塑性力学滑移线的关系;利用有限元方法对绝热剪切变形过程进行了模拟,研究了在绝热剪切带周围温度、应变、应力等物理量的分布及演化情况。