高能激光由于其功率大,能量集中等特点,使得激光与物质相互作用时在材料表面或内部产生一系列的物化反应导致材料损伤或者破坏。碳纤维环氧树脂复合材料拥有高强度、低密度、耐高温等特性得到广泛应用,由于碳纤维材料的热导率与弹性模量均为正交各向异性,激光与其相互作用机理复杂,温度场与应力场研究均十分困难,目前对于激光与碳纤维材料的相互作用研究集中在材料受激光辐照温度场及激光辐照时的极限应力拉伸强度,激光辐照下的两种效应耦合即热力耦合效应目前研究公开报道很少。此外碳纤维材料目标几何形状及碳纤维材料与金属部件结合下的激光辐照热力研究不仅具有挑战性,同时也具有重要的理论意义和应用价值的。考虑实际激光跟瞄系统的机械性能和大气环境的影响下,高能激光系统辐照目标的到靶光斑具有时空运动特性,其光斑运动范围及速度对激光辐照一定形状碳纤维目标的温升效果影响研究可为高能激光系统辐照目标的效果评估提供理论支持。本文首先针对碳纤维环氧树脂层合材料的物理特性,基于在碳纤维层合板中的三维热传导方程,利用COMSOL仿真软件,对碳纤维材料各向异性的热物性参数和结构特性建模并系统仿真激光辐照下碳纤维层合材料的温升分布和应力分布,详细分析了碳纤维层合板热应力分布的规律,同时对比了不同功率下碳纤维材料的温度场和达到碳纤维升华温度的时间。论文还仿真分析激光辐照碳纤维圆柱壳体的热力效应,并与具有合金钢内壳的碳纤维圆柱壳的目标受激光辐照的热力特性、烧蚀时间进行差异对比,仿真结果表明具有合金钢内壳的碳纤维壳体的热力学性能得到显著提升。研究结果对认识碳纤维的热力规律以及激光辐照特定目标下的碳纤维材料的热力分布具有重要的参考价值。在对激光辐照碳纤维复合材料及圆柱壳体目标的热应力的研究基础上,基于高能激光系统跟瞄精度偏差对到靶激光光斑抖动的影响,对不同抖动程度的光斑分别建立光束模型,系统仿真了光斑在运动时辐照目标的温升效果,同时归纳出激光辐照目标的温升效率受激光光束抖动半径的影响规律,最后总结不同跟瞄状态下的激光对目标的辐照效率,该研究结果为高能激光系统的跟瞄精度对激光的辐照效率影响分析提供理论支持。