船舶与海洋工程领域重大装备（深海潜器、海洋平台和船用燃气轮机等）的金属构件尺寸大、批量小,如果采用传统的制造方法,不仅制造困难,而且成本高、效率低,有的大型结构甚至无法制造。而增材制造技术打破了原有设计-铸造-锻造/轧制-机械加工的复杂生产流程,变为从设计到增材制造的短流程模式,具有极其复杂的组件制造能力,为高性能组件材料结构的集成制造提供技术支持,具有低成本和高效率的优点。目前,以钛合金材料为代表的激光熔丝增材制造技术仍处于基础研究和发展阶段,增材成形件存在成形精度较低、阶梯效应以及表面粗糙度较低等问题,往往需要后续的减材加工来满足零件质量和精度要求。本文以Ti-6Al-4V钛合金为研究对象,通过建立激光熔丝增材制造过程的完全热-力耦合模型,探究了 Ti-6Al-4V钛合金在激光熔丝沉积成形过程中热应力场的变化规律。在所开发的数值模型基础上,研究了工艺参数对增材制造过程中构件温度场、应力场的影响规律。考察工艺参数变化时温度场分布、应力应变场的变化规律,预测可能出现的制造缺陷,如裂纹、变形等。基于钛合金单层单道仿真计算结果,建立钛合金薄壁件激光熔丝增材制造过程数值模型,研究周期性、长期热循环作用下构件的热循环特性、热应力演化规律。并基于所开发的模型,探究了沉积方向和层间停留时间对薄壁件成形过程中热应力场演化规律、热循环特性和残余应力分布规律的影响。在增材制造过程仿真结果的基础上,建立了增材件铣削过程的有限元模型,对增材件的铣削性能进行了初步的研究与探索。预测铣削力、切削温度、残余应力等结果,研究分析工艺参数（切削深度、初始温度等）对增材制造钛合金铣削性能的影响。论文的主要研究内容包括:（1）基于ABAQUS软件,开发了用于Ti-6Al-4V钛合金激光熔丝增材制造过程温度场和应力场变化规律预测的完全热-力耦合数值模拟方法。研究分析单道单层沉积成形过程中热应力场的变化规律,并分析了激光工艺参数和基板预热温度对增材成形过程温度变化特性和成形件残余应力的影响规律。（2）建立钛合金薄壁件激光熔丝增材制造过程有限元模型,研究薄壁件沉积成形过程中的温度场和应力场循环特性,分析不同沉积方向和层间停留时间对薄壁件沉积成形过程中温度场和残余应力分布的影响规律。（3）对增材制造钛合金薄壁件铣削加工进行数值模拟计算,预测铣削力、切削温度、残余应力等结果,研究分析工艺参数（切削深度、初始温度等）对增材制造钛合金的铣削性能的影响,并与传统锻件钛合金铣削性能进行比较。为钛合金激光熔丝增材制造及铣削加工提供理论依据和参考。