弹性元件广泛应用于轨道交通、航天航空、重型机械等重要工程领域，要求其具有优良的疲劳性能、弹性稳定性能。弹性元件的残余应力是影响其疲劳寿命、稳定性能等的重要因素，随着装备技术的发展，传统机械喷丸定性调控残余应力工艺已不能满足其需要。开展弹性元件残余应力调控新工艺与新技术研究成为当前科学研究热点和技术发展前沿。　　 本文基于激光冲击强化机理，研究激光冲击处理对弹性元件力学性能的影响，探讨激光冲击波诱导弹性元件残余应力状态理论模型，分析激光冲击工艺调控弹性元件表面残余应力分布规律。本文主要研究工作如下:　　 首先，提出了利用激光冲击技术调控弹性元件残余应力的方法，研究了激光冲击处理工艺对弹簧钢材料力学性能（残余应力、显微硬度、微观组织）的影响规律。研究表明:激光冲击处理可以有效提高弹簧钢表面残余压应力和显微硬度，使材料晶粒发生细化并引起相变产生强化相，分析了激光冲击调控弹性元件残余应力的可行性。　　 其次，开展了激光冲击诱导弹性元件表面残余应力分布规律研究。结合金属材料二向应力状态分析，利用X射线衍射法测量了弹性元件冲击影响区域的三个表面上三个方向的残余应力，通过主应力计算公式测算了弹性元件三个表面的残余应力状态，建立了激光冲击波诱导弹性元件残余应力理论模型。研究表明:直接激光冲击处理的弹性元件表面残余应力为拉-压二向应力场，经喷丸强化后进行激光冲击处理的弹性元件表面残余应力为双轴压应力场，喷丸强化引起的材料硬化是激光冲击波诱导弹性元件表面残余应力不同的原因。　　 最后，结合激光冲击波诱导弹性元件残余应力的理论模型，开展了激光冲击波调控弹性元件残余应力状态实验研究。研究了不同功率密度激光对弹性元件冲击处理后的表面残余应力分布规律，研究了0°、90°方向的残余应力与残余主应力之间的关系，探讨了残余主应力及其方向对弹性元件疲劳源的影响规律。研究表明:激光功率密度为14.1×109W/cm2时，弹性元件平行于冲击表面的平面内产生双轴压应力状态;激光功率密度为15.6×109W/cm2、17×109W/cm2时，则产生拉-压应力状态。当0°方向残余应力大于-759.65MPa时，90°方向残余应力为残余拉应力;当小于-759.65MPa时，90°方向残余应力为残余压应力。弹性元件激光冲击后表面残余最大主应力方向及其疲劳源扩展方向从45°改变为90°方向，为提高弹性元件的使用寿命打下坚实的基础。