微动疲劳损伤广泛存在于结构连接件中,能显著降低结构件疲劳寿命。抗微动疲劳研究目的在于提升结构件疲劳寿命,在原本设计构型较难改变及传统表面强化手段不足的情况下,开展新型表面强化技术研究显得尤为重要。激光冲击强化作为新型高能密度表面强化技术,已在普通疲劳领域展现出巨大的优势,但目前在抗微动疲劳损伤中研究较少,因此开展钛合金激光冲击强化表面处理以及强化前后微动疲劳寿命试验研究,考虑激光冲击强化主要影响因素的微动疲劳寿命预测模型研究,具有重要的科学研究意义和工程实用价值。论文主要的研究工作和研究结论如下:首先,针对微动疲劳损伤问题,开展了激光冲击强化表面处理,进行了强化处理后的表面状况评估。根据激光冲击强化原理和特点,关联激光功率密度和激光诱导产生的冲击波峰压力,选用功率密度为3.2GW/cm2、4.8GW/cm2、6.4GW/cm2三种激光冲击强化参数和两种冲击强化区域方案,对TC11钛合金微动疲劳试件开展了激光冲击强化表面处理。表面状况评估结果显示:采用冲击区域方案2、功率密度为4.8GW/cm2的激光冲击强化处理后的试件状况最好。其次,基于简化模型类的单卡头式微动疲劳试验装置,开展了激光冲击强化前后微动疲劳寿命试验研究;监测分析了微动疲劳试验过程中夹具悬臂受力情况及试件上微动疲劳裂纹萌生情况;分析了微动疲劳寿命试验结果、裂纹萌生位置、接触区域表面磨损情况以及试件疲劳断口。结果显示:在载荷工况A下,当激光功率密度为4.8GW/cm2时,微动疲劳寿命提升幅度最大,为强化前的3.7倍。随着激光功率密度的增加,试件微动区域表面磨损程度降低,疲劳裂纹萌生位置向材料内部迁移,断口疲劳条带更密。最后,从微动垫夹持刚度的角度,研究了不同横向加载设备对微动疲劳寿命的影响,结果表明夹持刚度能显著的影响微动接触区域相对滑移幅值;研究分析了激光冲击强化影响微动疲劳寿命的机理,考虑主要影响因素“残余压应力”对寿命预测模型进行了改进,并开展了激光冲击强化后初步微动疲劳寿命预测;分析了残余压应力对寿命预测模型中参量的影响,结果表明残余压应力能显著地影响接触区域应力应变状态,但对相对滑移幅值影响较小。