碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP）是指碳纤维作为增强相,环氧树脂作为基体相,经热压固化成型的先进复合材料。目前的CFRP二次加工技术中,仍以传统机械加工方法为主。作为一种接触式加工方法,存在一些难以避免的毛刺、纤维拔丝、分层等加工缺陷。激光加工技术作为一种非接触式加工方法,具有精度高、可控性好、无刀具磨损等优势,是传统机械加工的合适替代方法。但CFRP中两种材料热物理性质差异巨大,激光热解作用极易产生以纤维露出为主要特征的热影响区。目前,关于热影响区形成的机制、形成热影响区的关键影响因素、热影响区对CFRP力学性能的影响规律和机理等研究仍很欠缺。因此,本文结合数值仿真和实验,针对激光精密加工CFRP的热损伤形成机制及其力学性能的弱化规律和机理进行研究。主要研究内容和结论如下:（1）激光精密加工CFRP热影响区形成机理和规律基于ANSYS APDL编程语言和生死单元技术,建立了激光烧蚀CFRP的两相二维模型。研究了激光峰值功率密度、脉冲宽度、重频对激光辐照CFRP热影响区的形成和宽度的影响规律和机制。结果表明,峰值功率密度和脉冲宽度通过烧蚀机制、热传导等影响热影响区;重频通过多脉冲之间的热积累影响热影响区宽度。峰值功率密度为10~2 W/cm~2、10~5 W/cm~2时,重频阈值分别为1000 k Hz、100 k Hz,大于该重频阈值,多脉冲作用导致的热积累会使得热影响区变宽。在极高峰值功率密度（≥10~8W/cm~2）作用下,“烧蚀冷却效应”有助于减小热影响区,几乎无热积累影响。（2）激光切割CFRP热影响区大小的重要影响因素采用波长为1064 nm的长、短脉宽激光器（毫秒、纳秒、皮秒）在1 mm CFRP层合板中央切6 mm孔,改变激光参数（脉宽和扫描速度）,获得不同热影响区的试样（20μm-1.5 mm）。对切割表面形貌、截面形貌进行表征,分析影响热影响区大小的关键因素。结果表明,激光功率和扫描速度是影响热影响区的重要参数;随着脉宽增加,CFRP热影响区也明显增加;CFRP层合板纤维铺层方向也是影响热影响区宽度的关键。（3）热影响区对CFRP力学性能的影响规律和机制对具有不同热影响区的CFRP试样进行力学性能测试（拉伸、压缩、弯曲）,在力学测试实验中,使用高速摄像机监测裂纹扩展动态过程,定量化研究热影响区宽度对力学强度弱化的影响规律。采用数值研究分析CFRP力学性能的弱化机制。结果表明,对于1 mm CFRP,弯曲强度的弱化对热影响区最敏感（下降率为170.9 MPa/（mm*HAZ））,其次是压缩强度（下降率为72.1 MPa/（mm*HAZ））,拉伸强度影响最小（下降率为22.1 MPa/（mm*HAZ））。数值研究表明,热影响区内裸露的碳纤维不能承受载荷导致CFRP力学强度下降。