随着高新技术的快速发展,纤维增强聚合物基复合材料以质量轻、比强度高、比模量高等优点在汽车、航空航天、生物医疗等领域内扮演着越来越重要的角色。然而常规注射成型的纤维增强聚合物制品在一些高精尖的特殊领域内往往不能满足使用要求,因而寻求高效率、高精度的新型成型方法显得尤为重要。本文在充分了解国内外纤维增强复合材料的加工技术基础上,创新性的提出了将超声振动与可视化技术相结合应用到纤维增强复合材料的注射成型过程中。通过将超声振动作用于模具型腔镶块,能够使超声能量均匀的作用于熔体；借助可视化手段,可以直观动态记录熔体的充填流动行为,为超声外场作用下复合材料注塑成形特性的模型建立提供可靠依据。首先以厚度分别为3.5mm、1mm的42mm×14mm矩形平板制件为研究对象,进行了超声外场作用下不同玻纤含量、不同注射速度的短玻纤增强聚丙烯可视化实验。实验结果表明：相对于低速注射,超声功率在高速注射条件下对复合材料熔体充型流动行为的改善效果更明显；而且熔体中玻纤含量较低时,较小的超声功率对熔体的充型流动行为改善效果较好,随着玻纤含量的增加,改善熔体充型流动行为的最佳超声功率也逐渐变大；此外,由于薄壁型腔内熔体热交换作用、剪切流动行为、注射工艺参数等因素的综合作用相对明显,导致超声功率对3.5mm型腔内的熔体充型流动行为改善效果比对1mm薄壁型腔内熔体充型流动行为的改善效果更显著。通过对试件特定位置进行金相试样制备观察,并利用专业图像分析软件Image-Pro Plus分析得到玻纤沿熔体流动方向上的取向张量,通过对比分析发现：超声功率对厚壁制件的玻纤取向状态影响比对薄壁制件的玻纤取向状态影响更明显；此外,无论对于厚壁制件或是薄壁制件,高速注射条件下超声功率对玻纤取向状态的影响相对于低速注射时更明显。温度测试实验结果表明：对于厚壁制件,随着超声功率的增大,模具型腔壁面的温升基本呈现递增趋势；超声振动对厚壁熔体温升的改善效果在高速注射条件下更加显著；超声振动对薄壁熔体温升的影响效果弱于对厚壁熔体温升的影响效果,而且在低速注射时超声振动有时会降低型腔壁面的温升。