镍铝青铜广泛应用于船舶动力定位推进器螺旋桨的制造,其加工表面完整性及抗疲劳性能是重要的基础研究问题。镍铝青铜桨叶制造中采用的典型铣削工艺,受到生产效率、设备及工艺等多种因素的约束,所生成的加工表面层很难满足抗疲劳性能的要求。本文以铣削加工的镍铝青铜试件为研究对象,研究激光喷丸对其表面完整性的影响规律与作用机理,建立激光喷丸加工表面完整性的宏、微观特性与疲劳裂纹萌生、扩展间的响应机制,为实现面向抗疲劳性能的镍铝青铜加工表面完整性的调控提供理论支撑。本文主要研究内容包括:（1）综合考虑环形铣刀几何模型、偏心特征与铣削参数等因素,推导了铣刀在工件坐标系中的运动学模型与切削刃运动轨迹方程,建立了铣削加工表面形貌预报模型。开展了以主轴转速、进给速度和刀具倾角为变量的单因素铣削实验,明确了在典型铣削工艺下镍铝青铜表面粗糙度、残余应力、显微硬度和微观组织的状态特征。（2）基于激光冲击波压力加载、卸载模型,结合辨识出的镍铝青铜切削加工Johnson-Cook本构模型参数,分析了不同激光脉冲能量、光斑搭接率对镍铝青铜试件表层残余应力分布的影响,并通过激光喷丸试件残余应力测试实验验证了数值模型的有效性。（3）系统研究了激光脉冲能量参数对镍铝青铜加工表面完整性的影响。采用多粗糙度表征参数和表面轮廓根部半径,准确描述了激光喷丸塑性变形对试件表面形貌的影响,分析了试件表面缺陷的闭合效应。研究了强化表面曲率变化对试件残余压应力分布的影响。观测了激光喷丸试样的晶粒尺寸、位错形态与密度、析出相,并分析了不同激光脉冲能量对试件显微硬度、微观结构与强化效应的影响机制。（4）基于弹塑性断裂力学基础理论,结合激光喷丸镍铝青铜试件表面粗糙度特征参数与残余应力分布,建立了强化试件表面疲劳应力集中系数模型。结合Basquin公式,提出了铣削-激光喷丸试件裂纹萌生寿命的预测方法,并进行了实验验证。结合金属物理的方法,分析了疲劳裂纹萌生位置与萌生模式,研究了疲劳裂纹萌生的宏观断裂力学规律和微观机理。（5）基于线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的基本理论,推导了考虑外载荷作用下,激光喷丸强化三点弯试件的等效应力强度因子幅值表达式。开展了镍铝青铜三点弯试件疲劳裂纹扩展实验,分析了不同激光脉冲能量下试件的宏、微观疲劳裂纹扩展特性与断口形貌特征。建立了镍铝青铜加工表面完整性与疲劳裂纹扩展阈值、应力强度因子、疲劳裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展寿命的响应机制。