激光辐照CFRP下温度对铺层结构的敏感性研究

来源：激光技术杂志2021年第3期北京时间：

作者：孙佳鑫, 陈重全, 杨心蕊, 南朋玉, 沈中华

摘要：为了研究连续激光作用下层叠型碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)的铺层结构对材料温度的影响, 采用有限元软件COMSOL模拟连续激光辐照5种典型层叠型CFRP的烧蚀过程。通过材料表面的温度偏差, 获得了5种典型层叠型CFRP的温度分布和演化规律; 通过对材料整体温度分布进行统计分析, 获得了材料温度均匀性随激光辐照时间的变化规律。结果表明, 由单向层叠加而成的CFRP在材料表面光斑边缘附近温度对铺层结构最为敏感, 呈非单调变化; 在5种典型的结构中45°夹角铺层结构的CFRP整体温度分布最为均匀。此研究结果有助于进一步研究激光辐照下复合材料的热力学破坏。

关键词：激光技术, 温度演变, 烧蚀模型, 碳纤维增强环氧树脂, 铺层结构