激光与微波协同加热碳纤维的温度与热应力分布规律

利用仿真软件建立微波加热-激光加热-热辐射-流动传热-固体力学多物理场模型，研究了激光加热直径1mm碳纤维丝束的温度场分布与热应力大小，以及不同激光功率对于温度场与热应力的影响。同时，首次提出激光加热与微波加热结合的方式调节温度场分布与热应力大小的方法，仿真结果显示激光加热与微波加热结合的方式可以改善碳纤维丝束温度场的分布，有效降低丝束加热过程中的热应力。     

微波激光协同石墨化碳纤维的仿真模拟研究

在碳纤维激光石墨化的过程中,丝束截面内存在较大的温差,导致碳纤维丝束毛丝现象严重。当激光超过一定功率时,甚至会出现断丝现象,严重影响碳纤维的连续激光石墨化。利用微波与激光对碳纤维进行协同石墨化,以减小石墨化过程中丝束的温差与热应力。针对微波加热的特殊性,设计出了一种可持续高效升温的加热腔;然后建立了电磁加热-激光加热-热辐射-流动传热-固体力学多物理场模型,并对其进行了仿真模拟。结果显示,微波的引入可以改善激光石墨化过程中丝束温度场的分布,并可有效减小丝束加热过程中的热应力。