超声冲击处理使表面产生塑性变形并在表面引入压应力，是一种能显著提高焊接结构疲劳性能的表面强化方法本课题基于有限元法，利用LS-DYNA软件模拟了超声冲击处理的动态过程及其产生的残余应力；采用X射线衍射法测试了Q345D钢试样超声冲击处理前后一定深度内的应力变化，验证了超声冲击处理计算模型和结果的正确性；在此基础上，基于数值计算研究超声冲击处理调控应力的影响因素。　　X射线衍射法测试结果表明：热处理后试件呈现无应力状态，经超声冲击处理后，试件沿厚度方向的横向和纵向压缩应力基本一致；在无初始应力和小幅值初始应力情况下，超声冲击处理造成的压缩应力深度达到2mm以上，峰值压缩应力幅值可达到材料的拉伸屈服强度。　　建立了单针冲击模型并结合显式动力学有限元法模拟了试验的4针超声冲击处理Q345D钢试件的动态过程，数值模拟和试验测试超声冲击处理后应力结果发现：数值计算和试验测试的横向压缩应力和纵向压缩应力峰值均出现在距离表面0.5mm处，且大小相近，表明使用单针冲击模型可以较准确计算超声冲击处理的应力状态。　　在验证模型基础上，采用有限元方法研究了冲击时试件温度、材料强度、冲击间距、冲击速度和冲击针尺寸对超声冲击处理后应力的影响。结果表明：随着温度的升高及材料的屈服强度降低，超声冲击在试件一定深度内造成的压缩应力区域减小、峰值压缩应力降低；当超声冲击处理参数一定时，材料强度越高超声冲击处理的影响范围越小；单点超声冲击处理的影响范围有限，冲击间距过大过小均对第一次冲击无影响；超声冲击处理的效果随冲击速度的增大而增强；随着超声冲击针尺寸的增大，超声冲击处理在试件一定深度内造成的残余应力范围也越大，残余压缩应力的集中区域也越大。