碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)因耐热性好、热膨胀系数小、质量轻、强度高等优点,受到汽车工业和航空航天等领域的广泛关注。由于CFRP铺层结构特点及各向异性特征,采用传统的机械加工或水射流加工,会造成不同程度的损伤,且加工效率较低,在一定范围内限制了碳纤维复合材料的投入应用。激光切割具有清洁无污染、无机械力、加工灵活等优点,为适应当今工业对清洁、高效的加工生产要求,将激光切割技术应用于碳纤维复合材料加工中,对碳纤复合材料激光切割工艺进行研究,本文主要研究内容如下:(1)根据碳纤维复合材料结构特征及各向异性特性,建立单向板和层合板有限元模型,采用激光热源模型针对激光扫描角度、激光功率、扫描速度和光斑半径等激光参量,对碳纤维复合材料的热影响规律进行了研究分析;探究了激光切割对层合板各层热影响区宽度和切缝锥角的影响规律。(2)针对碳纤维复合材料激光切割的切缝入口宽度、出口宽度、热影响区宽度和切缝锥角等质量评价指标进行激光切割试验,研究了激光参量对各评价指标的影响程度。针对碳纤维复合材料激光切割后的力学性能,从宏观角度统计了激光切割试件的表观力学性能,得到激光切割热影响对材料的力学性能影响规律;从细观角度分析材料的力学性能,得到层合板失效的特征。(3)对碳纤维复合材料激光切割质量进行多目标优化评价,获得各响应指标的数学模型和最优参量组合。分别采用激光参量优化前、后的工艺参数,针对碳纤维复合材料进行了激光切割试验和力学性能检测,对比分析了材料被激光切割后的破坏应力、剪切强度和抗拉强度,通过参量优化,改善了碳纤维复合材料激光切割质量,降低了激光切割对材料的力学性能影响。