复合材料以其高比强度比模量、耐腐蚀、性能可设计等优点已经成为航空航天武器装备的主要结构材料。多层复合材料因其优异的防热/承载一体化性能,在超声速飞行器中得到了广泛应用。激光因为具有单向性好、反应迅速、准确率高的特点在先进武器装备领域得到广泛深入的研究,激光武器的出现使得飞行器在服役期间面临高能激光武器对其造成烧蚀损伤的危险,这就对复合材料结构的抗激光烧蚀性能提出了新的要求。激光对复合材料烧蚀伴随着一系列复杂的物理和化学变化,其烧蚀损伤机理复杂,对激光损伤的评估和仿真分析带来极大的挑战。本文以玻璃纤维/酚醛复合材料和碳纤维/双马来酰胺复合材料为研究对象,分别对玻璃纤维/酚醛复合材料平板、多层复合材料平板以及复合材料夹芯结构三种试样进行激光毁伤试验,系统研究了这三种结构在不同激光参数下的烧蚀规律以及激光烧蚀后的力学性能,揭示了强激光对多层复合材料的毁伤行为和失效机理,为高能激光武器研发和飞行器抗激光加固技术提供了理论支持、数据基础和实验依据。主要研究成果如下:（1）利用模压成型工艺制备了玻璃纤维/酚醛复合材料,对玻璃纤维/酚醛复合材料进行了激光毁伤试验,研究了强激光辐照作用下玻璃纤维/酚醛复合材料的烧蚀机理以及激光参数对其烧蚀效率的影响。结果表明,烧蚀坑直径与过渡区的直径均与辐照的总能量呈正相关,功率密度对烧蚀坑直径影响显著;目标靶材的击穿时间与功率密度近似呈反比关系,而击穿时间则随着辐照的面积增加而线性降低。激光烧蚀过程中,树脂层率先热解,生成碳残渣构成残碳骨架,阻碍了激光进一步烧蚀,同时热解产生的大量热解气体隔绝了氧气的进入,所以只有当温度达到残碳的气化温度时,激光才能继续向下烧蚀,而由于熔融玻璃纤维汽化温度远低于残碳的气化温度,导致玻璃纤维在烧蚀作用下率先消失,形成纵横堆叠的碳骨架多孔结构。（2）基于一维热传导理论建立了玻璃纤维/酚醛复合材料的激光烧蚀数学模型,将激光烧蚀过程简化为半无限平板瞬态热传导问题,得到了激光烧蚀速度与激光参数之间的关系,为玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的烧蚀规律提供理论依据;以能量守恒为基础,建立了宏-细观双尺度分析模型,对激光烧蚀过程进行了模拟,获得了激光烧蚀过程中的温度分布和温度变化历程,将温度计算结果与激光烧蚀试验测试的背板温度进行比较,吻合良好,验证了分析模型的准确性。（3）从防热/承载一体化设计出发,采用共胶接法制备了双层复合材料结构,对其进行了强激光毁伤试验,并对毁伤前后的弯曲性能进行了研究。结果表明:激光辐照改变了多层复合材料的破坏模式,这是由于界面热阻的存在阻碍了激光能量的传递,能量在界面层聚集,树脂熔化导致胶接界面强度下降,在弯曲载荷作用下率先开裂;激光辐照严重降低了结构弯曲强度,在较低功率密度辐照下,激光无法有效毁伤碳纤维复合材料,烧蚀后的多层板仍具有良好的强刚度,但是在较高功率和较长时间下,碳纤维复合材料烧蚀严重,此时结构的强刚度急剧下降。（4）对复合材料夹芯结构激光烧蚀前后的弯曲和侧压性能进行了研究,比较了在不同激光辐照方式下引起的不同的烧蚀损伤对其剩余强度的影响,对比分析了其破坏强度以及破坏模式。试验发现,不同激光辐照方式毁伤后的复合材料夹芯结构力学性能差异较大,对芯子和面板连接处进行毁伤对其力学性能影响最严重;在弯曲载荷作用下激光辐照前后其破坏模式基本一致,均为面芯分离、芯子断裂;激光辐照对面板和连接处的烧蚀损伤破坏了结构整体稳定性,导致夹芯结构在压缩载荷作用下烧蚀前后破坏形式差异较大。