碳纤维/环氧树脂复合材料具有优异的强度和刚度性能，能够抗冲击破坏，同时还具有耐高温和抗腐蚀的特性，在工程应用领域正受到越来越多的重视，特别是在航空航天等对材料的工作环境要求非常苛刻的领域。激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料结构将发生材料升温、熔融和烧蚀等现象，最终可能导致结构的失效破坏。激光与碳纤维/环氧树脂复合材料的相互作用机理的研究涉及光学、热学、力学和材料学等多学科的内容，对于了解材料基本性能、指导结构设计以及完善复合材料激光加工工艺具有重要的意义。　　本文通过数值计算与实验测试对碳纤维/环氧树脂复合材料层合板在几何中心局部受高能激光辐照的情况下发生的升温响应、热应力响应、烧蚀现象和变形进行研究。研究的主要内容包括:　　(1)通过实验与数值方法对碳纤维/环氧树脂复合材料层合板局部受激光辐照的烧蚀性能进行研究。由实验测量得到碳纤维/环氧树脂复合材料的烧蚀温度范围和背面温度分布等数据，基于该实验测量数据建立三维仿真模型。数值算法不仅采用了生死单元法计算材料受激光辐照熔融，更运用了表面单元加载和实时在线计算烧蚀热的方法对激光辐照烧蚀过程进行数值计算，单元烧蚀温度阀值等参数设置参考了实测数据。层合板背面温度场分布的实验结果与数值结果具有较好的一致性，验证了所建立的激光辐照烧蚀复合材料层合板仿真模型及算法的准确性与可靠性。此外，实验结果与模拟结果的烧蚀情况也具有较好的一致性。　　(2)基于激光辐照烧蚀复合材料层合板数值模型，对激光辐照烧蚀下碳纤维/环氧树脂复合材料层合板各层板在各时刻的温度分布状况进行研究。描述了激光辐照开始至层合板被烧穿的整个烧蚀过程，分析了激光辐照烧蚀过程中各层板最高温度随时间的变化状况。对考虑烧蚀与未考虑烧蚀的激光辐照复合材料层合板算法的计算结果进行了对比，说明了本文中考虑烧蚀的算法具有更高的可靠性。　　(3)基于激光辐照烧蚀复合材料层合板温度场数值计算结果进行热力学结构分析，对激光辐照烧蚀下碳纤维/环氧树脂复合材料层合板各层板在各时刻的热应力分布状况进行研究。探究了自由边界条件下激光辐照烧蚀过程中层合板各层板热应力绝对值最大值随时间变化的状况，描述了层合板在整个激光照射过程中的变形情况。在热应力分析过程中既考虑了激光辐照下的温度分布状况，又考虑了烧蚀坑对几何结构完整性的影响。