摘要本文着重研究激光对碳纤维复合材料的烧蚀问题，对连续激光辐照下树脂基碳纤维 复合材料的反应包括热分解、热传导、氧化烧蚀等行为进行了阐述，并对连续激光辐照 下碳纤维复合材料的烧蚀特性进行了模拟，得到不同时间下碳纤维复合材料的温度分布、 不同时间下碳纤维复合材料的热响应区、碳纤维复合材料的烧蚀速率、碳纤维复合材料 的烧蚀坑壁面沿各方向法向分量分布的模拟结果图。通过数据分析得到温度分布与热响 应区直接相关，两者的形貌由于单向碳纤维材料在沿纤维方向和垂直纤维方向热导率的 巨大差异而呈现椭圆形，烧蚀速率也因垂直纤维方向烧蚀与平行纤维方向烧蚀的不同而 产生差异，从而呈现独特的烧蚀坑形貌。79965

毕业论文关键词 连续激光 碳纤维复合材料 热响应 氧化烧蚀速率 烧蚀形貌

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Analysis of Ablation Mechanism of the CW Laser Irradiation on

Unidirectional CFRP Subjected to Tangential Gas Flow

Abstract This article focus on studying on the laser damage problem of carbon fiber composite materials。 Expounding such behavior of the reaction to continuous laser irradiation the resin base carbon fiber composite materials ,including: thermal decomposition, the heat conduction, the oxidation ablation, and the behavior of the carbon fiber composite under continuous laser is simulated。 To get the simulation result of the temperature distribution of carbon fiber composites under different time, the thermal response of carbon fiber composites under different time, the ablation rate of carbon fiber composite materials, the gradient distribution of carbon fiber composite material ablation crater wall along the direction。 Through the analysis of the data, the temperature distribution is directly related to thermal response area。 Due to the unidirectional carbon fiber material along the fiber direction and vertical direction has the vast difference between the thermal conductivity, the morphology of both present oval。 Due to parallel fiber direction and perpendicular fiber direction are different in ablation, the ablation rate differences, thus presents unique morphology erosion pit。

Keywords CW laser CFRP composite materials Thermal response The rate of

oxidative ablation The ablation morphology

本科毕业设计说明书 第 I 页

目 次

1 绪论 1

1。1 背景及意义 1

1。 2 研 究 现 状 1

1。21 复 合 材 料 对 激 光 的 吸 收 1

1 。 2 2  复 合 材 料 的 热 解 1

1 。 2 3  复 合 材 料 的 热 传 导 2

1 。 2 4   复 合 材 料 表 面 氧 化 烧 蚀 的 影 响 2

1 。 2 5   切 向 气 流 对 烧 蚀 的 影 响 3

2 理 论 4

2 。 1   热 响 应 理 论