TC4钛合金因其比强度高、耐蚀性好和耐受极端环境等优点广泛应用于航空发动机中叶轮、叶片和转子等关键部件。然而，与表面完整性和疲劳寿命相关的限制因素，制约了其在更广泛领域的进一步应用。本研究引入了激光辅助滚压（LAB）技术，以增强TC4钛合金表面完整性和机械性能，从而提高相关产品可靠性和使用寿命。LAB作为一种复合表面改性技术，涉及使用可调激光束快速加热工件表面，随后进行滚压。本研究内容具体包括LAB有限元建模和实验验证。基于显式动力学滚压模型耦合实时温度场建立激光辅助滚压有限元仿真模型，阐明了激光辅热温度和滚压力对表面残余应力的影响，从而为工艺优化提供理论指导。基于激光辅助滚压实验平台探究LAB工艺对材料性能的影响。实验结果表明，LAB工艺由于引发材料热软化，促进塑性变形发生，因此显著提高了TC4钛合金的表面完整性，提高辅热温度可以增强滚压效果。与室温条件下滚压相比，在100℃条件下滚压处理的试样，其表面应力集中系数降低了1.3%，残余压应力增加了47.9%，显微硬度提高了3.7%；相较于在100℃条件下激光辅助滚压处理的试样，200℃处理下的试样表面应力集中系数进一步降低了28%，残余压应力增加了11.6%，显微硬度提高了8.7%。与车削试样相比，在室温、100℃和200℃下滚压分别使低周疲劳寿命增加了7.32倍、11.11倍和27.56倍。疲劳寿命的提高可归因于表面完整性的改善，其中应力集中是主要影响因素。
 

激光辅助滚压；辅热温度；表面完整性；低周疲劳寿命；力热耦合有限元模型；