本文在分析国内外激光冲击成形研究现状的基础上,提出了基于大光斑单次激光冲击的薄板半模精密成形方法和装置,并对恒弹合金3J53圆形膜片进行了激光冲击半模成形实验及有限元模拟基础性研究和创新性探索,所做工作主要有以下几点:1.分析了激光诱导冲击波的形成机理,给出了约束模式下冲击波峰值压力的计算公式,并探讨了适用于激光冲击这种高压、高应变率,绝热、常温状态下的材料本构关系及影响成形精度的主要因素。2.试验研究了恒弹合金膜片激光冲击半模精密成形方法,并利用逆向工程技术测得了成形后波纹膜片的轮廓,探讨了激光脉冲能量对成形精度的影响。结果表明:当激光脉冲能量较小时,膜片不能与凹模紧密贴合;当脉冲能量较大时,膜片局部区域产生了反向塑性变形,尤其在中心区域反向变形现象更为显著,严重影响了成形精度。3.通过理论分析得到了激光冲击半模成形过程中薄板的运动方程以及反向塑性变形产生的原因。在此基础上推导出最佳激光脉冲能量范围,在此范围内膜片能与凹模底部发生碰撞,但碰撞后不会产生反向塑性变形,成形精度提高。4.在试验的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS对恒弹合金膜片激光冲击半模成形过程进行了数值模拟,并将模拟结果和试验结果进行对比,二者吻合较好。利用此软件还模拟了不同激光脉冲能量下膜片圆心节点的运动速度及相同脉冲能量下膜片不同区域的运动速度规律,弥补了现有试验条件检测系统之不足。