作者单位
摘要
南京理工大学理学院,江苏 南京 210094
采用波长为1070 nm的连续激光对亚音速切向空气流下玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)的穿孔效应进行了研究。通过实验研究了功率密度(848~1556 W/cm2)和切向气流流速(0~1个马赫数)对穿孔形貌、穿孔点温度和穿孔时间的影响。结果表明:切向气流流速为0.5个马赫数(Ma)时靶材穿孔时间随功率密度的增加而减小,最大减小了46%;功率密度为848 W/cm2时穿孔时间随气流流速的增加呈先减小后增加的规律,与无气流(0 Ma)时相比,最大仅减小8%。激光功率密度的增加加速了热解气体的产生,使得孔隙压力升高,促进了靶材的剥蚀。切向空气流对作用过程的影响主要包括:降低树脂基体热解所产生的残炭含量,进而改变靶材吸收方式;产生切向剪切力,加速靶材的力学剥蚀;加速对流换热,降低靶材表面温度。当切向气流速度较小(≤0.4 Ma)时,切向气流的作用主要是促进树脂热解,降低残炭含量,转变靶材吸收方式;当切向空气流速较大(0.8~1.0 Ma)时,气流的冷却作用表现得较为明显。
激光光学 激光损伤 连续激光 玻璃纤维增强树脂基复合材料 切向空气流 穿孔效应 
中国激光
2023, 50(14): 1401002

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