在恶劣的海洋服役环境下，焊接残余应力是加速海工平台和船舶中焊接结构疲劳失效的最主要诱因，这也成了制约我国海洋资源开采装备发展的突出问题，因此，研究焊接结构延寿的表面强化技术显得意义重大。本文提出针对船用钢D32焊接结构的激光冲击延寿处理方法，结合数值分析和试验研究了焊接结构表层质量和疲劳裂纹扩展性能在激光冲击前后的变化规律，验证了激光冲击处理作为船用钢D32新型焊后处理方法的可行性，探究了激光冲击处理提高船用钢D32焊接结构疲劳寿命的机理。　　本文的主要研究内容如下:　　(1)以高应变率下冲击动力学为基础，阐释了激光冲击诱导金属靶材表层残余压应力场的形成机理，以及激光冲击诱导的冲击波在靶材内部的传播规律;在弹塑性动力学的基础上，探讨了冲击波最佳峰值压力的估算模型;从微观角度，介绍了金属疲劳断裂机理，并分析了激光冲击诱导的残余压应力与疲劳裂纹扩展性能之间的定性关系，为数值分析和试验验证提供理论支持。　　(2)对船用钢D32焊件的激光冲击全过程进行了数值分析，获得了焊接温度场和残余应力场的演变规律，以及激光冲击处理之后焊件残余应力场的变化规律。结果表明:船用钢D32焊件在焊缝及附近区域残留着高峰值的残余拉应力;激光冲击能够有效改善焊缝及附近区域的残余拉应力场的分布，使其转变为残余压应力，并发现单点激光冲击时产生的“残余应力洞”现象。　　(3)根据数值分析所得到的优化参数，试验研究了激光冲击作用下船用钢D32焊件表层质量的变化规律。试验结果显示:激光冲击载荷下船用钢D32焊件各区域的显微硬度都得到了一定程度的提高，焊缝及附近区域的焊接残余拉应力场转变为了残余压应力场，且3次冲击和双面冲击的效果更佳。　　(4)开展了激光冲击前后船用钢D32焊件的疲劳裂纹扩展试验，从疲劳数据分析和宏微观断口形貌的角度，探究了激光冲击对船用钢D32焊件疲劳裂纹扩展性能的影响规律。试验结果表明:焊件经过激光冲击之后，疲劳裂纹扩展寿命明显延长，疲劳裂纹扩展速率显著降低，疲劳裂纹扩展速率曲线对应的C值减小，而m值出现了小幅增加;由断口分析可知:相对于原始焊态，试样经过激光冲击之后，疲劳裂纹扩展区的疲劳辉纹平均间距相对降低了28.4％，最终断裂区的韧窝尺寸也变得更大，更深。