镁合金具有低密度、高比强度和轻量化等优点,在航空航天、汽车、电子等领域有广阔的应用前景,然而其强度低、耐磨性差等缺点严重限制了在工业中的应用。本文通过数值模拟与实验探究相结合的方法,研究了AZ31镁合金固溶时效与激光冲击复合强化、均匀化退火与激光冲击复合强化两种强化工艺,探索了AZ31镁合金微观组织和力学性能变化规律,为扩大镁合金的应用提供理论依据。以ABAQUS有限元软件为平台,采用捆绑约束法将镁合金基体和析出相有效结合,建立基于微观结构的Mg₁₇Al₁₂/Mg三维有限元模型,分析其在激光冲击作用下的力学响应及冲击波的传播规律。结果表明,析出相颗粒阻碍了应力波的传播,细密的颗粒可以储存更多的能量,产生更高的残余压应力,形成更深的应力层;较大的析出相颗粒会产生高的应力集中现象。析出相颗粒的取向对基体的力学响应有显著影响,其中混合取向情况下的残余压应力较高,抵抗变形的能力较强。研究表明,固溶时效与激光冲击复合强化过程中,激光冲击诱导镁合金材料表面发生强烈塑性变形,形成冲击凹坑形貌与模拟结果基本一致;镁合金固溶时效处理后,采用激光冲击强化处理能够进一步增加镁合金的显微硬度,时效16h试样经激光冲击后显微硬度较原始试样提高了约27.5%,抗拉强度也得到一定的提高,但延伸率下降。拉伸断口形貌显示激光冲击后镁合金表面强化层的断裂行为发生变化,主要呈现大片解理平面和撕裂脊的断口形貌特征。均匀化退火与激光冲击复合强化提高了镁合金的力学性能。均匀化退火试样的组织主要有α-Mg基体相和第二相颗粒组成,第二相颗粒的成分主要为Al元素,还含有Mg和Mn元素。均匀化退火与激光冲击复合处理提高了原始试样的显微硬度和抗拉强度,其较原始试样分别提高41.5%和20.3%。激光冲击强化后试样表面强化层的断口形貌主要表现为解理平面、解理台阶和撕裂脊,呈现脆性断裂特征,这与激光冲击强化降低均匀化退火试样的断后延伸率是一致的。