中空激光冲击板料成形技术是在激光冲击板料成形技术的基础上延伸出来的研究课题，不但具有激光冲击板料成形的高效、柔性、清洁等优点，而且中空激光冲击成形能够避免实心激光冲击时板料变形不均匀和层裂的问题，中空激光能量分布的特殊性，使板料塑性变形更充分，中空激光冲击成形更具有发展前景。目前，中空激光的研究尚处于初级阶段，本文主要研究中空激光加载及其成形特性，包括中空激光的形成，中空激光的加载分析，以及在中空激光加载下各试验参数对板料成形的影响，为以后中空激光冲击成形实现产业化奠定基础。　　 本文主要工作和结果有以下几点:　　 (1)分析中空激光的产生原理，通过对正、负轴棱锥光学元件的理论研究，提出并设计了一种通过对入射实心激光束束宽的改变，正、负轴棱锥之间间距的改变来实现中空光斑尺寸、光环宽度调节的中空激光束形成的新方法，加工出了适用于试验的中空激光转换光学装置，并对中空激光的光束强度进行了分析。　　 (2)分析了激光束的波长、能量、时间特性、空间特性、偏振特性等光束特性对光加工的影响;从理论的角度，研究分析了板料在激光加载时所受的压力的时空分布、成形深度;应用有限元的方法，研究了光斑内外径变化对板料变形的影响，以及中空激光加载下板料的速度、应力、厚度的变化，结果表明当内外径之比在0.3～0.5范围内时，板料底部较平整，成形效果好，在光斑内径附近板料的速度和应力最大，厚度最薄。　　 (3)进行了中空激光与实心激光冲击板料成形的对比试验，结果表明，无论单次冲击还是多次冲击，中空激光冲击成形效果都优于实心激光冲击成形，中空激光冲击后的板料变形均匀，形貌较好，塑性变形充分。通过测量中空激光冲击后板料的成形轮廓、极限成形高度、关键部位的应变，研究激光能量、板料厚度、光斑内外径之比、功率密度以及冲击次数等冲击参数对成形的影响，结果表明:采用中空激光进行单次冲击，在一定的范围内，能量越大板料的变形量越大，板料越厚板料的变形量越小，功率密度越大，板料的塑性变形越大;应用中空激光进行多次冲击，在一定的范围内，板料厚度越大，板料的成形深度越大，需要的冲击次数越多，功率密度越大，达到板料破裂极限时，板料的塑性变形越小。同时考虑激光能量和冲击次数对变形的影响，采用中空激光冲击时，只要光斑相同，板料厚度相同，所用的总能量（单次冲击能量与冲击次数的乘积）一样，当板料达到处于临界破裂状态的特征时，其成形效果基本一样。内外径之比越大，达到板料极限状态所需冲击次数呈增大趋势，板料成形极限深度也逐渐增大。最大应变的位置和破裂的位置都是在内径稍微向外一点，揭示了中空激光能量最大位置的应变最大，在该位置的板料容易发生失效。