激光冲击压印技术通过高能量等离子体冲击波作用在金属靶材表面,诱导靶材发生可控的超高应变率成型,从而得到高精度微结构,该技术具有精度高、效率高、成本低等优点。目前金属微结构的应用范围较广,包括微电子、传感器、光学器件等领域,因此微结构的高精度制造技术是目前制造业的研究重点之一。本文结合实验和数值模拟方法系统的研究了激光冲击诱导微结构高精度成型过程和成型规律,探究了成型微结构综合性能的改变,并分析其中原因。首先,总结了激光冲击诱导等离子体冲击波产生、传播和作用效果,针对激光冲击压印建立了理论模型,并将冲击过程中各参数定量化,为后文数值模拟提供理论基础。梳理了微尺度超高应变率变形过程中材料尺寸效应和动态屈服强度对变形的作用效果,针对激光冲击压印分析了尺寸效应对成型件的影响机制,并提出了一种估算超高应变率下材料动态屈服强度的方法。其次,搭建了激光冲击压印实验平台,通过调控实验参数(成型尺度、激光能量、靶材材料和成型形状)探究了微结构的成型规律,分析了尺寸效应和动态屈服强度对于成型效果的影响规律。实验结果表明通过调控实验参数,激光冲击压印可以在多种材料上制备复杂形状的高精度微结构。此外,定义了填充率和垂直度作为成型精度的衡量指标,通过观测成型微结构截面特性和分析其内部单元应力,将高精度成型过程分为弹性变形,塑性拉伸和塑性压缩三个阶段,并逐一分析其特性。然后,通过ABAQUS非线性分析平台,建立激光冲击压印仿真模型,定义材料模型和加载方式,计算成型微结构内部参量的变化,分析了在不同参数下成型微结构内部应力分布、截面应力、轮廓变化以及靶材厚度变化规律。通过分析微结构高精度成型过程中三个阶段的参量变化,说明微结构的高精度成型是材料流动“填充”和“堆积”的过程。最后,设计了一系列实验探究成型微结构综合性能的变化,对比了完全成型微结构、未完全成型微结构和靶材原始表面的性能改变,包括粗糙度变化、耐腐蚀性变化、硬度变化和高温稳定性。通过分析宏观应力作用和微观晶粒改变来解释微结构性能变化,结果表明激光冲击压印可以有效提高微结构的综合性能,具有“成型”和“强化”的双重作用。