纤维增强复合材料激光烧蚀效应的数值模拟

• 作者: 刘峰 彭国良 杜太焦 王玉恒 闫辉
• 来源期刊: 中国光学
• 学科: 工学
• 关键词: 纤维增强复合材料 激光烧蚀 氧化 内对流 数值模拟
• 年，卷（期）: 2013,（2）
• 所属期刊栏目: 光学功能材料
• 页码范围: 216-222
• 页数: 7页
• 分类号: TG156.99
• 字数: 3559字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CO.20130602.0216

摘要

考虑材料的热解、氧化、相变及辐射和内外对流换热等物理过程,给出了激光烧蚀纤维增强复合材料的物理模型及数学模型.以碳纤维/环氧树脂复合材料为例,编程计算了材料的激光烧蚀过程,计算结果与实验结果符合得较好.计算结果表明:考虑复合材料的内对流时得到的结果更准确；较强功率密度激光辐照时,氧化对烧蚀的贡献可以忽略:功率密度一定时,烧蚀质量随时间近似为线性变化,功率密度越高,烧蚀效率越高.以辐照结束时背表面温度及烧蚀质量为目标物理量,对烧蚀过程做了参数敏感性分析,结果表明:热容及热导率对背表面温度的影响较大；树脂含量对烧蚀质量的影响较大,但其相对敏感度随激光功率密度增加而下降；激光功率密度超过1 kW/cm2时,辐射系数对烧蚀质量影响较大,但其相对敏感度随激光功率密度增加而下降.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王玉恒		26	104	6.0	8.0
3	刘峰		42	366	10.0	18.0
5	彭国良		20	37	4.0	5.0
6	闫辉		10	21	3.0	4.0
9	杜太焦		29	72	4.0	7.0