空化水射流强化Cavitation Water Jet Peening（CWJP）是利用空化溃灭时释放的能量对金属零件表面进行强化的一种新方法,该技术具有表面质量好、环保和通用性强等优点。在CWJP技术中,靶距、时间和入射压力的选择很重要,同时,目前CWJP工艺参数的优化和强化机理的研究较少。为了促进该技术的进一步发展和应用,本文对上述问题进行了系统的研究。本文的主要研究内容和结论如下:在理论分析方法的基础上,建立了淹没式空化水射流中单个空化泡的气泡动力学模型,并利用MATLAB进行求解,得到了其运动特性和压力脉动的变化规律。基于FLUENT软件,对近壁空化气泡的破裂过程进行了数值模拟。研究了空化泡与固体壁面之间的距离对空化泡破裂的影响,得到了空化泡破裂的形态和力学行为。基于FLUENT软件,对不同入射压力（P）和不同喷嘴直径（d）条件下的空化水射流进行了数值模拟。结果表明,射流的空化性能随入射压力的增大而增大,而当P=30MPa～40MPa时,入射压力的进一步增大对射流的空化性能影响不大。喷嘴直径的增大也促进了汽蚀的发生,但在d=1.8mm时,汽体积的总和略有减小。结合高速摄影实验,研究了气泡云的动态演化过程和空化气泡的集中坍塌范围。结果表明,空化云具有明显的周期性,在一个周期内经历了孵化、发展、脱落和崩塌阶段;在相同的入射压力下,空化泡的集中坍塌范围与喷管直径之比基本相同。以8090A1-Li合金为例,介绍了优化CWJP工艺参数所涉及的因素和评价指标。研究了喷嘴直径、入射压力、无量纲靶距和喷丸时间对表面残余应力、表面显微硬度和表面粗糙度的影响。采用空化水喷丸（CWJP）对8090铝锂合金（8090Al-Li）进行了疲劳寿命N/cycle的研究。结果证实在CWJP 30MPa压力下,表面粗糙度残、余压应力和微观硬度分别为4.699μm,-147MPa和173HV。CWJP在8090Al-Li中诱导了 CRS,增加了其疲劳裂纹扩展（FCG）、疲劳裂纹萌生（FCI）、疲劳条纹等工作应力强度因子,并减小了韧窝尺寸。当冲击压力从20MPa增加到25MPa和30MPa时,8090Al-Li 的疲劳寿命 N/cycle 分别增加了 61.9965%、91.89%和 111.74%。在工件空化区形成高位错密度,导致表面硬化,空化效应发生在坍塌区。结果表明,不同喷丸压力对合金的晶粒尺寸、微应变和侵蚀效果有显著影响。此外,空化处理区微晶结构减小。研究了 8090Al-Li合金CWJP的表面完整性及其强化机理。结果表明,过渡区由CWJP形成的形貌连续平滑的特点,表面粗糙度只有3.04μm。塑性变形深度基本达到50-55μm。变形孪晶在粗α-phase晶粒间形成。随着喷丸强度的增加,表面晶粒细化,平均微应变逐渐增大。显微硬度深度和样品的残余应力深度达到-162μm。除过喷情况,残余压应力最大值均出现在试样表面。当试样处于喷丸状态时,试样表面发生空蚀,导致表面粗糙度急剧增加,平均宏观应变增大,而表面显微硬度增大,表面残余应力大大减小。