【摘要】自然界的各种生物在亿万年的进化过程中，为了不断适应环境的变化，逐渐在形态、结构、材料和功能等方面形成了优良的特性，并通过生物耦合。各种生物功能形成一个对特定生存环境具有高度适应性和高度协调性的系统。这些通过生物耦合实现的特性和功能，不仅是大自然的杰作，也是人类科技以仿生耦合为阶梯走向新科技前沿的取之不尽的瑰宝。本文从理论角度研究了仿生耦合以及几种抗疲劳、抗磨损生物体的作用机制。结合现有热锻模具材料和工艺特点，以及国内激光加工技术的应用水平，提出了一套仿生耦合表面强化的新工艺方法。在具体研究过程中，一方面利用DEFORM-3D三维成形软件对三通管热锻过程中模具的温度场、应力场和热磨损进行数值模拟。对温度场、应力场分布和热磨损进行分析，分析模具在热锻过程中的发热和应力情况，以及模具表面易发生失效的部位；另一方面，通过实验优化激光参数，对不同形式的仿生结构进行热疲劳实验。实验结果发现，激光仿生强化方法可以有效减少甚至消除模具表面的剥落现象，并能有效提高热锻模具钢工作表面的抗热疲劳性能，从而在延长模具的使用寿命。模具作为一个整体。