外部气体辅助注塑成型(External gas-assisted injection molding,简称EGAIM)在保压冷却阶段于模具和聚合物之间通入带压力的惰性气体,气体压力推动凝固层运动变形来补偿收缩,从而达到减小翘曲变形、缩痕的目的。目前,已有研究者研究了EGAIM的工艺过程并同时进行工艺参数优化,并推广到某些特定产品上进行了应用。但现有工作还未涉及气体压力推动作用凝固层运动变形来补偿收缩的核心问题,从而影响了EGAIM的推广和应用。因此对EGAIM中凝固层变形特性进行研究,为分析气体作用下凝固层的运动变形提供基础,对于EGAIM的推广应用具有重要意义。本文结合理论、实验和模拟,在成型过程凝固层界定和聚合物材料力学性能分析的基础上,研究了凝固层的变形特性。本文主要的研究成果如下:(1)不同凝固层的应力应变行为分析。通过在实验测试的基础上分析聚合物材料的力学特性,结合材料动态力学性能特性和成型过程模拟进行凝固层界定,采用多层复合材料力学分析方法构建了凝固层变形特性的分析模型,结合理论和模拟研究不同时刻下凝固层的应力-应变曲线。(2)基于实验和理论分析建立温度相关的聚合物材料应力-应变本构方程。进行不同温度时的拉伸实验,在分析不同温度下的应力-应变曲线的特点的基础上分别构建材料在玻璃态和高弹态下的本构模型,并在本构模型中引入温度因素,建立温度相关的应力-应变本构方程。(3)建立了凝固层在不同变形阶段的应力计算模型,分析凝固层的变形特性。通过计算不同时刻下凝固层的应力-应变曲线,分析发现凝固层变形过程中处于高弹态的部分对整体凝固层的变形影响较小,处于玻璃态的部分占主要作用。最后用带有温度梯度的拉伸样品进行拉伸实验,将拉伸实验曲线与应用凝固层变形特性分析模型计算的应力-应变曲线进行对比发现吻合较好从而验证凝固层变形特性分析模型的可靠性。综上所述,本文通过对凝固层变形特性的研究分析,为分析气体作用下凝固层的运动变形提供基础,有利于EGAIM的推广应用。