自动压力凝胶(APG)工艺是反应注射成型工艺的一种，互感器、变压器等重要输变电设备目前主要采用APG工艺通过模具进行成型。本文以APG工艺为研究对象，深入探讨了厚壁带嵌件制品成型工艺的三维数值模拟技术、工艺参数的影响及优化、温度和固化度的快速预测模型以及基于知识的模具设计技术，以提高中高压输变电设备的制造水平和生产效率，满足现代化设计制造的需求。本文的主要研究内容如下： 应用基于控制体积的有限元法(CV/FEM)建立了．APG工艺过程的全三维非等温数值模拟模型。该模型包含充模和固化两个阶段，并考虑了树脂流动、热量传递、固化反应、反应放热、粘度变化、重力以及扩散效应等因素；采用动态DSC多重升温速率扫描方法和Malek法建立了树脂体系的两参数自催化SB固化动力学模型；用旋转流变仪测定了树脂体系的动态粘度，并用WLF和Macosko混合方程进行描述；通过对实际工艺中物理化学现象的简化，从计算流体动力学基本原理出发，耦合了固化模型、粘度模型和固化度传播方程，并以子程序的形式嵌入通用流体动力学软件Fidap，建立了APG工艺充模和固化阶段的数学模型和数值模拟模型；该模型适用于三维复杂、厚壁以及带嵌件的反应注射成型工艺，可以用来预测充模过程中流动前沿的位置、固化过程中各点的温度变化及温度场分布、以及可能会出现的一些缺陷，为全面深入了解工艺过程提供了一个切实可行的平台。 采用实验和数值模拟相结合的方法，系统地研究了APG工艺充模和固化过程中的树脂流动前沿的变化、温度变化、温度场和固化度场的分布等情况。采用透明窗口和CCD摄像机采集充模过程中树脂流动前沿的图像；采用K型热电偶来监测环氧树脂浇注工艺整个成型周期中的关键的热响应事件，并建立了相应的热电偶温度数据采集系统，采集实验过程中的温度信息。对比分析结果显示，在不同的边界条件和不同的充模时刻，数值模拟预测的流动前沿基本上与实验观测所得流动前沿一致；固化过程中，各监测点预测的温度变化趋势与实验数据基本吻合；通过嵌件对固化过程的影响分析，认为嵌件主要是通过改变产品壁厚，进而影响到各点温度和固化度的变化历程。 结合均匀实验和数值模拟技术，对APG工艺参数的影响及优化进行了详细的分析，讨论了工艺参数对成型过程的影响规律；揭示了充模时间主要与充模压力有关，而模具温度对充模时间的影响不大；通过对树脂填充性的分析，确定了充模过程中树脂稳定流动的上限压力和最大固化度；通过对入口点固化度的分析，确定了最短开模时间。通过对数值模拟数据的进一步挖掘，探讨了各点温度和固化度与点的位置的关系，并建立了相应的快速预测函数；通过对预测函数系数的非线性偏最小二乘回归分析，建立了预测函数中的参数与模具温度、相对位置系数和距离壁面最小距离之间的关系；比较结果显示，快速预测函数与实验数据基本吻合，与数值模拟数据更为接近。进一步提出了APG工艺参数的快速优化策略，无需复杂冗长的有限元建模和计算，只需通过简单的数据处理即可快速了解各关键位置的温度和固化度的变化情况，并获得优化的工艺参数。建立了基于知识的环氧树脂浇注模具设计系统。该系统以基于知识的工程(KBE)技术为基础，引入本体的概念，分别建立了高压电力浇注产品的知识表达模型和相应的浇注模具的知识表达模型；详细探讨了该系统的知识建模过程，分析了知识获取的过程和方法，并对有限元数据挖掘的过程做了细致描述；采用特征建模技术，构建了包含基本元素、基本特征、子特征和超特征在内的多层次特征库；开发了界面友好的产品设计模块和模具设计模块；该系统在工厂的实际应用表明，可以使设计能力比原来提升80％～100％，设计制造周期比原来缩短20％～30％，快速响应市场的能力大大增强，竞争力大为提高。