超声波喷丸是一种绿色节能的板料无模成形新技术，与传统喷丸成形工艺相比具有成形表面质量好、精度高、易实现自动控制等优点，有利于复杂形状板料零件的成形，在航空航天、汽车覆盖件及薄板制造业等领域具有广阔的应用前景。本文对超声波喷丸板料成形技术进行了相关研究，主要研究工作如下：研究了超声波喷丸板料成形的物理过程和基本原理，并以Hertz碰撞理论为基础，对板料喷丸成形过程进行力学分析，研究了板料弯曲成形与喷丸产生的残余应力分布之间的关系，推导出了板料成形的弯曲曲率半径和弧高值的计算公式。利用显微镜观察并测量了超声波喷丸在板料表面产生的凹坑直径并计算出相应凹坑深度，以此为基础利用经验公式计算得到了单次撞针冲击板料表面的等效载荷，并根据板料试样的表面形貌和微观晶粒变化从表面粗糙度和表层硬度两个方面探究超声波喷丸对板料表面完整性的改善。采用不同的超声波喷丸工艺参数对20号钢进行了单曲率件成形实验，获得了喷丸强度、撞针直径和喷丸时间等工艺参数对板料弯曲变形量的影响，制定了几种典型曲面的成形路径并进行了成形实验，取得了理想的成形效果，对成形试样的表面粗糙度和显微硬度进行测试，结果表明超声波喷丸后成形板料具有良好的表面质量。在实验基础上利用ABAQUS软件对超声波板料成形进行了有限元模拟，确定了适合超声波喷丸模拟的材料变形模型、本构模型及网格划分，针对喷丸强度、撞针直径和喷丸时间等不同工艺参数对板料最终变形量的影响进行模拟分析，并按照制定的成形路径模拟几种典型曲面的的超声波成形，模拟获得的结论与实验结果基本一致，证明利用有限元模拟超声波喷丸板料成形过程是可行的。