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2 。 2   激 光 的 吸 收 和 边 界 条 件 6

2。 3  氧化烧蚀理论 8

2。3 。 1 垂直纤维方向… 8

2 。 3 。 2   平 行 纤 维 方 向 9

2。4 热 导 率 系 数 1 2

3 数 值 模 拟 1 4

3。 1  软件 建模介绍 14

3。 2  激 光 辐 照 下 单 向 碳 纤 维 复 合 材 料 的 温 度 分 布 1 5

3。 3  激 光 辐 照 下 单 向 碳 纤 维 复 合 材 料 的 热 响 应 区 1 6

3。 4  激 光 辐 照 下 单 向 碳 纤 维 复 合 材 料 的 烧 蚀 速 率 1 7

3。 5  激 光 辐 照 下 单 向 碳 纤 维 复 合 材 料 烧 蚀 坑 壁 面 沿 各 方 向 法 向 分 量 的 分 布 … 1 6

4 实 验 与 分 析 2 1 

4。1  实验 过程 21 

4。2 实 验 结 果 与 分 析 21 

结论 2 3

致谢 2 4

参 考 文 献 2 5

1 绪论

1。1 背景及意义

复合材料是通过两种或两种以上不同材料组成的多相材料，由增强材料和基体材料两部 分组成。其具有增强材料和基体材料两者的特点，同时又有优于增强材料和基体材料的优点。 近年随着科学技术的迅速发展，航天航空，计算机等领域热控系统的电子设备变得更加 轻巧，更加高效且由于在其工作过程中伴随着大量热量，因此对其组成材料有严格要求。传 统金属在愈加严酷的环境中其局限性变得越来越大，而碳纤维复合材料作为这方面的翘楚， 其具有很高比刚度、比强度以及低膨胀系数等性能，让它广泛应用于航天航空的防护罩薄板文献综述

结构，火箭发动机喷管，超声速飞机的热防护系统材料以及无人机的机翼等方面[1]。 基于复合材料在军事和工业中广泛应用，促进了激光加工复合材料和激光毁伤复合材料

的相关研究。其涉及共同研究领域，如激光与复合材料的相互耦合以及复合材料的热响应。 在激光加工复合材料方面，研究者主要关注激光参数与加工品质和加工效率的相互关系。在 激光毁伤方面，更关注激光对复合材料的破坏机理等。

1。2 研究现状

1。2。1  复合材料对激光的吸收

1。2。2  复合材料对激光的热解

1。2。3  复合材料对激光的热传导

1。2。4 复合材料表面的氧化烧蚀

1。2。5 切向气流对烧蚀的影响

2 理论

2。1 热响应理论

在研究激光对碳纤维复合材料的辐照作用中，建立合适的模型是相当重要的。为了简化 模型，需要进行下列假设[24]：

1 将复合材料增强纤维视为内部均匀的各向异性材料，基体视为均匀的各向同性材料

2 复合材料基体热解时直接降解为气体和残碳

3 分解气体和固体材料间保持热平衡

4 分解的气体是理想气体，不与固体发生化学反应 下面推导公式都是建立在以上假设基础上进行的。 为了模拟复合材料的体积特性，每个组分，如基体，增强纤维，残碳，热解气体的体积分数都需要考虑。在单位时间内，每个组分（i）的单位控制体积分数（i= Vi）可以表示为：各组分体积分数间关系为：其中 p，f，c，g 分别表示基体，纤维，残碳和气体。利用各组分的体积分数，控制体积 内的热容可表示为：来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766- (责任编辑：qin)