汽车轻量化是实现汽车节能减排的重要途径,复合材料的应用是最理想的轻量化解决方案。激光辅助预浸带铺放(Laser Assisted Tape Placement,LATP)技术作为一种高精度、高自动化的快速复合材料成型技术,因其热源效率高、铺放成型速度快而获得了广阔的应用前景。作为LATP过程中的关键问题,温度场关系到预浸带的熔融和聚合物链扩散等过程。本文首先建立了LATP过程中的三维温度场数学模型,详细分析了激光辅助加工过程中的复杂边界条件,对铺放过程中的自然对流、热辐射换热进行了表征。通过等效方法,将复合材料模型转化为带有局部坐标系的等效均质模型,大幅提高了建模及计算效率。使用等效计算及线性插值法,将热力学材料参数分段线性化,解决了复合材料层合板的各向异性、非线性参数输入问题。基于ABAQUS软件建立了激光辐照温度场仿真模型。编写了DFLUX子程序以实现激光热载荷的二次开发。并在模型中模拟了高斯光源及均匀矩形光源这两种能量分布形式不同的光源,比较了两种光源辐照产生的温度场的特点。利用生死单元技术建立了动态铺放模型,模拟预浸带逐步铺放粘合的动态过程,提高了仿真模型的精确性。基于不同的激光功率、铺放速度、纤维方向等加工参数,对激光辅助单层预浸带铺放过程中的温度场进行了仿真,得到了瞬态温度场分布及节点温度随时间变化的曲线,根据仿真结果,分析了加工参数对温度场的影响。并研究了多层连续铺放过程中的温度场问题,分析了连续铺放时的热累积效应的影响。使用热成像仪与热电偶搭建了激光移动辐照温度场测量装置,对激光辐照温度场进行了实验测量,得到了激光辐照层合板时表面瞬态温度场与内部节点温度随时间变化曲线。实验结果与仿真结果基本一致,说明该模型能够有效的模拟激光加工过程的温度场。最后以峰值温度与熔融持续为目标,对激光功率、铺放速度进行了优化,采用了响应面方法得到了因素与响应的近似模型,并用遗传算法进行了优化分析,得到了Pareto解集,并验证了优化数据的正确性。本文以LATP过程中的温度场为主要研究对象,基于有限元方法对工艺参数对于瞬态温度场及材料温度历程的影响进行了研究,并对参数进行了优化分析。