本文選題：激光光學(xué)　切入點(diǎn)：復(fù)合材料　出處：《中國激光》2017年06期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：建立了能夠反映高功率連續(xù)激光輻照碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)層合板時(shí)材料發(fā)生燒蝕、熱解與層間開裂等熱力損傷效應(yīng)的多尺度分析模型。從細(xì)觀尺度分別建立了纖維和基體的熱解動(dòng)力學(xué)方程,通過熱重分析獲得熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù),進(jìn)而得到CFRP層合板宏觀的熱物與力學(xué)性能參數(shù)。通過內(nèi)聚力模型建立了激光輻照引起層間開裂的分析模型,提出并建立了熱解和層間開裂效應(yīng)阻礙能量傳遞的熱阻模型。將多尺度模型獲得的熱-力學(xué)性能參數(shù)與熱力耦合數(shù)值模型相結(jié)合,模擬了高功率連續(xù)激光引起的燒蝕、熱解及層間開裂行為,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
[Abstract]:The ablation of carbon fiber reinforced composite (CFRP) laminates with high power CW laser irradiation was established. A multi-scale analysis model of thermal damage effects such as pyrolysis and interlaminar cracking was established. The kinetic equations of pyrolysis of fibers and matrix were established from meso-scale, and the kinetic parameters of pyrolysis were obtained by thermogravimetric analysis. The macroscopic thermal properties and mechanical properties of CFRP laminates are obtained, and the analytical model of interlaminar cracking induced by laser irradiation is established by the cohesive force model. A thermal resistance model of thermal degradation and interlaminar cracking is proposed and established. The thermal-mechanical parameters obtained from the multi-scale model are combined with the thermal-mechanical coupling numerical model to simulate the ablation induced by high power CW laser. The results of pyrolysis and interlaminar cracking are in good agreement with the experimental results.
【作者單位】： 中國科學(xué)院力學(xué)研究所流固耦合系統(tǒng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)院大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院;中國科學(xué)院寧波工業(yè)技術(shù)研究院先進(jìn)制造技術(shù)研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(91016025,11332011,11472276) 國防科工局基礎(chǔ)科研重點(diǎn)項(xiàng)目(JCKY2016130B009)
【分類號(hào)】：TB33

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本文編號(hào)：1587427