在航空航天领域,铝合金因其轻量与高强的特点被广泛采用。铝合金零部件常通过铣削方式加工,但不同铣削参数下获得的表面质量差异较大,且铣削后的零部件表面存在大量残余拉应力,严重影响其使用寿命。为保证零部件表面质量和强度达到使用需求,光整与强化工艺必不可少。激光冲击工艺作为一种高效、精准、灵活、无污染的表面强化手段,显著提升了强化效率。近年来,激光冲击进一步延伸到表面光整工艺,发现合理的工艺设计能够提升表面质量。然而,目前研究仅面向光整或强化单一目的,亟需开展激光冲击光整与强化复合工艺的研究。本文以空天领域常用的2024-T351铝合金为研究材料,分别进行铣削平面和曲面试样的激光冲击光整/强化复合工艺实验与数值模拟研究,对比不同试样在激光冲击过程中的变形行为,分析关键工艺参数对光整及强化效果的影响。主要研究内容及结论如下:（1）在不同接触膜厚度、光斑搭接率、激光能量等参数下进行了平面铣削试样激光冲击光整/强化复合工艺实验,分析了不同初始表面粗糙度试样的表面形貌、表面粗糙度、表面硬度的变化。结果表明,激光冲击对不同初始表面粗糙度试样表面质量的影响程度不同,初始表面粗糙度越大,激光冲击后表面形貌和粗糙度变化越大。使不同初始表面粗糙度试样取得最优光整效果的激光冲击参数不尽相同。试样表面硬度则随接触膜厚度、光斑搭接率、激光能量的增大先上升后下降。（2）通过准静态和动态力学性能测试得到了 2024-T351铝合金Johnson-Cook本构方程,建立了具有不同表面微观形貌特征的平面铣削试样有限元模型并验证了其可靠性。通过分析试样高应变率下的流动行为,发现单次冲击可分为三个变形阶段,并系统计算了应力波在接触膜及试样内部的传播速度与衰减规律。（3）对比了不同参数对平面铣削试样激光冲击后残余应力场及应变场的影响。研究发现,残余应力场受到试样初始表面粗糙度、激光冲击参数和接触膜形变程度的综合影响,而应变场则仅与前两项因素关系密切。计算了不同参数下试样激光冲击过程中温度变化,证明了该复合工艺过程中无明显热效应。（4）研究了曲面铣削试样表面曲率半径、光斑搭接率、激光能量等参数对激光冲击后试样表面质量的影响,发现无接触膜时激光冲击作用仍可降低表面粗糙度,但对表面形貌提升作用有限。有限元分析结果表明,曲面试样变形仍可分为三个阶段,但每个阶段内速度场特征与有接触膜时不同。对于不同表面形状试样的最大残余压应力,凹曲面试样最大,平面试样次之,凸曲面试样最小。