研究了激光切割碳纤维复合材料(CFRP)过程中碳纤维的铺设方向和树脂含量对激光能量传递方向以及切割质量的影响。根据复合材料混合定律设定材料物理参数，建立了碳纤维铺设角度为0°、45°、90°，树脂含量由30%增至50%的单层CFRP三维有限元模型。数值模拟结果表明，激光多向切割单层CFRP时，烧蚀前沿的能量传递方向由激光切割方向主导；随着纤维铺设角度的增大，传递方向的角度增大；稳定切割时能量传递主要沿纤维铺设方向。随着纤维铺设角度的增大，切缝倾角增大，表面碳纤维烧蚀宽度几乎不变，温度场变宽，最高温度降低。切割不同树脂含量单层CFRP时，热影响区宽度和最高温度随树脂含量的增加都呈近似线性变化。与试验结果相比，数值模拟结果中的表面碳纤维被烧蚀宽度的平均误差为10.66%，热影响区宽度的平均误差为13.09%。

为了揭示激光切割碳纤维复合材料(CFRP)时材料对激光能量的吸收和传递机理，分别建立了激光同向切割单丝排列CFRP的三维有限元模型、丝-束直径比例三维模型和纤维-树脂两相三维模型。模拟结果表明，随着丝-束直径比例的减小，切缝宽度从229.45 μm降至95.60 μm，热影响区(HAZ)宽度从172.08 μm降至156.79 μm。试验与模拟结果基本一致，切缝宽度和HAZ宽度的误差分别为5.97%和1.13%。