民用飞机结构件因其工作环境特殊常出现腐蚀损伤。为提高零件使用寿命，需对零件表面进行喷丸强化。在对受到腐蚀损伤零件的损伤部位进行清理、打磨后会形成斜面、圆弧面等复杂形状的表面，对喷丸强化效果造成影响。随着民用飞机老龄化问题日益突出，针对飞机结构零件腐蚀损伤后进行的喷丸强化方法研究显得非常必要。课题来源于国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项目“基于民用飞机结构零件腐蚀损伤条件下喷丸强化机理的研究”（课题编号：61179051）。本文以受腐蚀损伤打磨后的民用飞机结构件为研究对象，通过建立其有限元模型并进行喷丸强化仿真，获得了喷丸强化工艺参数、喷丸方式和工件表面几何形貌对残余应力场特征值和工件表面质量的影响规律，并进行了试验验证。本文主要研究内容和结论如下：（1）对喷丸强化有限元模型的发展进行分析，根据打磨处理后的受损飞机结构件表面形貌，建立了抽象几何模型并划分几何区域、建立弹丸及工件的材料力学模型并定义了约束与接触模型及载荷条件。（2）建立弹丸随机分布的模型和基于集合的喷丸覆盖率计算数学模型，研究了喷丸工艺参数和工件表面形貌对覆盖率及全覆盖所需弹丸个数的影响，提出了多分析步的简化模型。结果表明：本文提出的覆盖率计算方法所得结果比基于应变的计算方法更接近真实喷丸，弹丸随机分布模型比弹丸阵列分布模型更能反映真实的喷丸强化过程。（3）进行了不同喷丸工艺参数、喷丸方式以及工件表面几何形貌的喷丸强化数值模拟，并得到弹丸入射速度、弹丸直径、覆盖率、喷丸方式、过渡圆弧面半径和过渡斜面倾角等因素对表面残余应力值、最大残余压应力、残余压应力层深度和工件表面质量的影响规律。结果表明：弹丸入射速度和覆盖率的增大会导致残余压应力各特征值和表面粗糙度增大、过渡斜面倾角的增大会导致其表面残余压应力减小、采用固定角度喷丸方式将使过渡斜面区域表面残余压应力和表面粗糙度更大。（4）对现有简易喷丸设备进行了自动化改造，确定了不同喷丸强化方法达到全覆盖的喷丸次数，使用不同喷丸工艺参数、喷丸方式对不同表面形貌工件进行了喷丸强化，测量了其表面残余应力值和表面粗糙度值。结果表明：测量所得的表面残余应力值和表面粗糙度的变化规律与数值模拟所得规律相符。