随着我国海洋船舶工业的迅速发展,对耐腐蚀、抗冲击、抗疲劳等性能要求较高的海洋船舶所用轻质化材料构件的研究开发生产需求十分迫切,由高强度、高韧性TC4钛合金板（Ti-6Al-4V）和连续碳纤维增强聚醚醚酮热塑性预浸料（简称:CF/PEEK预浸料）交替铺放构成的钛基热塑性FMLs材料,成为了海洋船舶及其上层建筑结构轻量化用材的优选。但因为两种组分材料间显著的力学、热学性能差异产生的热力耦合效应,容易使FMLs材料层间界面产生较大的内应力,在成形复杂结构件时易出现界面分层开裂缺陷。针对这一难题,本文提出采用超声冲击的工艺方法对FMLs叠层材料进行校形加工处理,超声冲击作为一种高效、低成本、节能环保的加工方法,目前在FMLs材料制备、构件加工中的应用研究,尚处于探索性起步阶段。因此,本研究将从钛基热塑性FMLs叠层材料超声冲击有限元仿真分析模型的建立和超声冲击实验平台的搭建入手,分别开展相关仿真及实验研究工作。主要内容包括:（1）提出了FMLs材料及构件的超声冲击辅助校/固形工作原理,通过结构几何设计、模态分析、谐响应分析,完成了超声变幅杆和冲击头实物样品的试制,并将其与超声发生器、换能器等构成的超声振动系统,集成在三坐标数控龙门机架的旋转主轴上,搭建了超声冲击试验平台。（2）建立了钛合金/碳纤维/聚醚醚酮体系热塑性超声冲击FMLs叠层材料的几何模型,推导了理想化超声冲击FMLs材料时的能量转换方程与温度场分布解析方程,将其与钛板和中间芯层PEEK基碳纤维复合材料的本构关系模型、损伤失效准则一起引入CAE模型,借助Abaqus 2020有限元分析软件开展了超声冲击仿真分析。（3）对超声冲击钛基热塑性FMLs叠层材料的整个过程进行了热力耦合仿真分析,研究了超声冲击过程中钛基热塑性FMLs材料的动力学响应特性、各层材料的变形轮廓及厚度变化规律,重点分析了超声冲击振幅和冲击头端部直径对FMLs叠层材料受冲击一侧钛合金板冲击区域的温度场分布特性、能量分配特性、超声冲击区域最高温度演化以及不同层中应力分布特性的影响规律及影响机制。（4）利用所搭建的超声冲击试验平台,对钛基热塑性FMLs材料开展了系列超声冲击工艺试验,并对超声冲击后FMLs试样的表层金属进行了宏/微观几何形貌和显微硬度测试,对其横截面进行了SEM观察分析,着重分析了超声冲击振幅、冲击头扫描移动速度、冲击头端部直径等主要超声冲击参数对前述表/界面特性的影响规律和影响机制,最终获得了能够使FMLs材料层间界面结合状态最佳、树脂基体对连续碳纤维浸润效果最好的优化工艺方案和综合调控策略。