激光輻照下復合材料結構的響應分析與試驗測試.pdf

1、隨著激光在生產(chǎn)生活以及軍事中的廣泛應用，復合材料在激光防護領域的應用越來越受到人們的重視，對激光輻照下復合材料板力學性能的研究具有理論意義和工程應用價值。激光輻照帶來的大量熱能是材料板破壞的主要原因，需要對激光輻照下材料板的溫度場和應變場變化情況進行深入細致的研究。
　　 本文通過對碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料T300/AG80在常溫、高溫和激光輻照下破壞機理進行了試驗觀察和分析，研究了激光輻照對于材料板溫度場和應變場的影響。主要內容

2、包括：
　　 （1）對碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料板在常溫和高溫下的力學性能進行了測試與計算，得到材料板在不同溫度下的拉伸破壞強度和有效彈性模量，分析溫度對材料力學性能的影響。
　　 （2）研究了激光輻照條件下碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料板的破壞特征及斷口細觀形貌，在不同拉伸預應力下，以不同功率密度激光輻照復合材料板，并使用高速攝像機進行同步觀測，得到復合材料板在激光輻照下的破壞過程。針對不同條件下破壞的試件斷口，通過破壞強度及斷口

3、細觀形貌的對比分析，推斷各環(huán)境下試件的損傷模式和材料的破壞機理。分析結果可知，溫度升高所帶來的溫度應力和環(huán)氧樹脂軟化分解是材料力學性能下降的主要原因，但溫度變化而導致的試件破壞模式的差異對材料力學性能的影響也很大。
　　 （3）以試驗所得縱、橫向有效彈性模量為基礎，參考其他實測熱物理性能參數(shù)，建立了數(shù)值模型，用ABAQUS有限元軟件分析了激光輻照對于復合材料板溫度場的影響，研究激光參數(shù)和材料參數(shù)對于激光輻照下材料板熱影響區(qū)域的影

4、響，激光參數(shù)包括激光分布方式、激光強度、激光光斑半徑等，材料參數(shù)包括材料板熱傳導系數(shù)和比熱容。結果表明，激光參數(shù)主要影響材料板熱影響區(qū)域的范圍，而材料參數(shù)直接關系著熱影響區(qū)域的溫度值大小和熱影響區(qū)域形狀等特征，因此材料參數(shù)是決定其熱影響區(qū)域的主要原因。
　　 （4）通過數(shù)值模擬與試驗測試對比分析，研究了激光輻照下復合材料板表面的應變場隨激光輻照的變化情況。試驗測得應變場分布情況與數(shù)值計算的溫度場和應變場分布情況相一致，說明數(shù)值計