齿轮作为机械设备中最常用的关键零部件之一,其所用材料一般为高强度钢,在工作服役期间齿轮齿根的部分将长期受到交变弯曲应力,因此易发生疲劳断齿的情况。激光冲击强化作为一种新兴强化技术,其可使得强化表面形成残余压应力层、提高其位错密度、细化晶粒大小,从而有效提高齿轮齿根部分的疲劳性能。由于影响激光冲击强化结果的因素很多,采用单纯试验的方法来进行研究将花费大量的人力财力,而有限元模拟的方法可很好的避免这些,因此本文利用有限元模拟结合试验的方法,对影响激光冲击强化的各因素、激光冲击强化齿轮齿根及激光冲击强化对三点弯曲疲劳性能的影响进行了研究,为实际激光冲击强化工艺提供了一定的指导和依据。本文针对激光冲击强化有限元模拟进行了基础研究工作,建立了基础分析模型,通过对比各条件设置下模拟计算结果,得到了最优模拟分析所需设置的各参数条件。以基础模型为对象分别进行单因素以及正交仿真实验,得到各因素对于单点激光冲击及多点激光冲击强化结果的影响规律,分析造成这些结果的原因,综合考虑选取最优强化工艺。对实际齿轮建模,进行齿轮齿根激光冲击强化仿真。进行基础试样块以及齿轮齿根的激光冲击强化试验,并利用现有设备对试样块、齿轮齿根表面、试样块层深方向的残余应力进行测量,绘制残余应力分布曲线并与仿真模型结果中所提取的残余应力进行对比,分析仿真与试验结果,验证仿真模型的准确性。以三点弯曲疲劳试验代表齿根疲劳试验。进行材料力学性能试验得到材料本构;以ABAQUS及FE-safe相结合的方法进行三点弯曲疲劳模拟;进行三点弯曲疲劳试验得到零件真实疲劳寿命。从理论、试验及仿真三种方法上得到激光冲击强化对于材料三点弯曲疲劳性能的影响,分析结果表明激光冲击强化可使三点弯曲疲劳寿命提高近3倍。