近年来,随着零件微型化和集成化的趋势日益凸显,微型零部件的应用越来越广泛,从而推动了微成形技术的发展。本课题从传统微成形工艺的不足和准静态下微尺度材料成形性较差的缺点出发,综合微液压成形工艺和激光冲击微成形工艺的优势,提出了激光冲击微液压成形工艺。该新型工艺利用脉冲激光作为能量源,橡胶软膜作为冲头,液体作为压力传递介质,最终由压力波使微型工件贴膜成形。本课题结合实验与数值模拟方法对微型管状零件和箔板零件的激光冲击微液压成形工艺进行了研究,其中数值模拟考虑了流固耦合的作用。主要研究和工作进展如下:(1)本文首先对激光冲击微液压成形相关重要理论进行探讨,解释了激光诱导冲击波的形成机理,分析了流体与固体的耦合机制,阐述了压力在不同声阻抗材料之间传播时大小变化的计算方法,为激光冲击微液压成形实验和数值模拟提供理论依据。(2)激光冲击液压微管胀形研究:1)对其动态成形过程进行分析,揭示了激光冲击液压微管胀形机理,即由于压力波在液体中的传播特性导致胀形区中部受到的压力低于上下两端,造成中部的胀形量低于上下两端;2)利用基恩士VHX-1000C超景深三维显微镜对成形后的微管中间区域厚度进行了测量与分析,结果表明,与准静态成形方法相比,厚度分布的均匀性得到了改善,并用数值模拟方法对其改善原因进行了分析。数值模拟结果表明由于动态加载的特性,管壁与模具间存在周期性间隙导致摩擦力减小,从而促进材料流动并抑制局部过度减薄;3)从接触应力的角度分析了成形性提高的原因,数值模拟结果证实微管对模具的撞击是其厚度方向压应力增加的原因,压应力的增大有利于成形性的提高;4)对比了模具胀形和自由胀形的速度和应变率,发现在同等激光能量下模具胀形的速度和应变率均高于自由胀形,证明了模具是提高成形性能的一个因素。(3)激光冲击液压金属箔板胀形研究:1)进行了激光冲击液压金属箔板自由胀形与模具胀形实验,发现金属箔板成形性在自由胀形中随激光能量增大而变差,而在模具胀形中成形性只在激光能量超过一定阈值得到提高;2)对工件的横截面厚度进行了观测,结果显示工件的减薄率在模具胀形中高于自由胀形,但并未发生失效,表明模具胀形中的工件拥有更高的成形极限;3)建立了激光冲击液压金属箔板胀形的有限元模型,研究了胀形过程、胀形速度、接触应力和胀形应变率的变化规律,有效揭示了金属箔板在激光冲击微液压成形工艺中的胀形过程及成形性提高的机理;4)数值模拟发现压力波在液体中传播时压力在径向的分布变得均匀,这有利于提高金属箔板的成形一致性。分析表明,这种压力均化现象很有可能是由于压力被液室的刚性侧壁反射所致。本文结合理论、实验和数值模拟的研究方法,分析了微管和箔板在激光冲击微液压成形工艺中的成形规律,验证了该新型微成形工艺在微管和箔板成形上的优势,证明了激光冲击微液压成形是一种有效的微成形工艺方法。