为了快速动态测量树脂基复合材料内部的受力变形情况, 利用光学干涉谱域相位对照B扫描方法, 对存在孔洞缺陷的树脂基复合材料样件内部的离面位移场和应变场进行了测量。分别对机械载荷和热载荷作用下的复合材料样件进行了弯曲变形和热变形实验, 然后对实验中得到的相位差数据进行解卷绕, 计算得出了材料内部的离面位移场分布和应变场分布。实验显示: 得到的结果能够清晰反映复合材料内部缺陷周围受力变形的动态过程, 观测到的材料应力集中区域的位移和应变明显大于完好部分, 透视得到了测量材料表层以下1 mm连续深度的变形情况。该方法能够实现亚微米级的位移场测量精度, 并可对材料的变形过程进行动态测量, 是一种进行材料力学特性分析的有效手段。

为了模拟激光辐照下碳纤维增强复合材料的瞬态热响应，建立了轴对称计算模型。模型考虑了激光辐照过程中基体热分解、质量迁移、比热容和热导率等物理量的变化情况。采用有限元方法求解控制方程，边界条件包含了激光辐照、对流换热以及辐射换热。在此基础上编写了计算程序，预测了激光辐照下碳纤维增强复合材料的瞬态温度场和基体热分解状况。为了校核模型，开展了激光辐照碳纤维复合材料试验。计算结果与试验数据比较表明，模型预测的复合材料温度-时间曲线与试验结果较好吻合，在较低功率密度激光辐照下复合材料热响应以基体热分解为主，与试验烧蚀形貌观察结果一致。

采用控制体积法，从质量和能量守恒角度，推导了激光辐照下复合材料树脂基热分解时温度变化的基本方程。用多步模型描述树脂的热分解反应。提出了热分解气体的1维运动假设，这使得可以在3维情况下考虑热分解气体对流传输的影响，且在不引入力学量的前提下实现3维温度场模型的封闭。考虑到树脂基复合材料的各向异性，对部分分解材料的导热率计算公式进行了推导，并重新推导了部分分解材料对激光的吸收系数计算公式。在一定的简化下，推导的能量守恒方程与文献结果一致。

为了考察切向强迫气流对激光辐照下树脂基复合材料热响应的影响, 基于边界层换热理论, 研究了切向气流与靶面的对流换热系数和热分解气体对表面热交换的覆盖效应, 并用有限差分法对激光辐照下树脂基复合材料的1维热响应模型进行数值求解。数值计算表明：高速切向气流的存在会加速靶材表面与外部环境的热交换, 从而明显降低激光对靶材的加热效率;边界层换热理论给出的对流换热系数和覆盖因子是合理有效的, 适用于数值模拟切向气流对激光辐照下树脂基复合材料热响应的影响;向靶材表面溢出的热分解气体对靶材表面与外部环境的热交换有一定的抑制作用, 但影响较小, 基本可以忽略不计。