高功率连续激光辐照CFRP层合板热力破坏效应多尺度分析模型

• 作者: 宋宏伟 赵伟娜 黄亿辉 黄晨光
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 激光光学 复合材料 多尺度模型 碳纤维增强复合材料 热解 烧蚀 层间开裂
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 激光制造
• 页码范围: 92-101
• 页数: 10页
• 分类号: TJO
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201744.0602003

摘要

建立了能够反映高功率连续激光辐照碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板时材料发生烧蚀、热解与层间开裂等热力损伤效应的多尺度分析模型.从细观尺度分别建立了纤维和基体的热解动力学方程,通过热重分析获得热解动力学参数,进而得到CFRP层合板宏观的热物与力学性能参数.通过内聚力模型建立了激光辐照引起层间开裂的分析模型,提出并建立了热解和层间开裂效应阻碍能量传递的热阻模型.将多尺度模型获得的热-力学性能参数与热力耦合数值模型相结合,模拟了高功率连续激光引起的烧蚀、热解及层间开裂行为,模拟结果与实验结果吻合较好.