近年来,航空航天等先进制造领域对先进复合材料需求迫切,树脂转移模塑成型（Resin Transfer Molding,RTM）具有低成本、高效率、绿色环保等优点,已迅速发展成为先进复合材料制造的主导工艺之一。现代RTM工艺充模速度快、固化周期短,通过对模具以及树脂的加热促进树脂流动并提高固化效率,整个工艺过程是非等温的,存在流动场-温度场-化学场的相互作用,机理十分复杂。然而,现阶段针对非等温条件下RTM工艺过程的理论研究相对较少,理论体系尚不完善,难以对工艺过程提供有效的理论指导;传统加热制度大多依靠经验设定,极易导致树脂过早凝胶、制件内部温度梯度和固化度梯度过大等问题,严重影响产品的质量;作为一种闭模成型工艺,其中典型的干斑以及气泡缺陷在非等温条件下的形成预测技术尚不成熟,仅通过破坏性实验来进行观测,工艺设计成本高、周期长;以上问题已经成为制约RTM工艺进一步发展的重要瓶颈。本文采用理论分析、数值仿真与实验研究相结合的方法,对非等温条件下RTM充模及固化过程进行了深入研究,揭示了充模以及固化过程中重要参数在非等温条件下的变化规律;探究了加热制度优化方法;突破了非等温条件下干斑和气泡缺陷形成预测关键技术。本文不仅丰富了RTM工艺理论研究,更为实际工艺过程设计提供了有效的指导,能够推动RTM工艺的进一步发展。本文的主要研究工作如下:（1）开发了基于三维流场-三维温度场-三维化学场多场耦合条件下的非等温RTM充模以及固化过程数值仿真程序。结合国内外现有研究成果推导了三维RTM充模以及固化过程中气-液两相流VOF模型、能量模型、树脂化学反应模型,为实现非等温数值仿真奠定理论基础;基于通用仿真软件Ansys Fluent进行了二次开发,利用Visual C++工具编写了相关代码,实现了三维流场-三维温度场-三维化学场多场耦合条件下的非等温RTM充模以及固化过程仿真,为工艺设计提供了强大工具;通过实验获取了纤维和树脂的关键材料参数,利用实验数据建立了化学反应模型,自主设计并搭建了非等温RTM充模固化过程实验平台,将实验数据与仿真结果进行对比,验证了本文二次开发程序对于非等温RTM工艺过程具有较高的仿真精度。（2）揭示了RTM工艺过程重要参数在非等温条件下的变化规律。以本文自主二次开发的程序为研究工具,通过对典型三维制件设定多组模具温度和树脂温度进行数值仿真,利用大量数据揭示了三维多场耦合条件下的非等温RTM充模过程和固化过程中温度、固化度、黏度以及流体压强在模具温度以及注射树脂温度共同作用下的变化规律,为工艺过程参数优化提供理论指导。（3）探究了RTM工艺过程的加热制度优化方法。基于本文研究的非等温条件下工艺过程重要参数的变化规律,并结合树脂化学流变学、多孔介质流动理论及RTM工艺过程能量理论,提出了三维制件RTM充模以及固化过程加热制度优化方法,该方法通过优化设计充模过程初始温度以及工艺过程中加热曲线,能够保证充模过程中树脂处于较低黏度且不发生凝胶,并且有效降低了RTM工艺中产生的三维热梯度（温度梯度、固化度梯度）,通过对不同三维形状制件以及不同种类树脂体系进行研究,验证了本文优化加热制度的有效性。（4）提出了非等温条件以及边缘效应下干斑形成预测方法。通过研究边缘效应下干斑的形成机理,针对平纹织物边缘由于纱线脱落带来的渗透率变化问题,根据平纹织物在边缘区域的尺寸结构建立了边缘单胞模型,利用流动仿真实现了边缘区域渗透率预测;将流动区域划分为间隙区域、边缘区域以及中心区域,通过设定不同区域渗透率并计算能量方程、树脂化学反应方程以及流动方程实现了干斑形成预测仿真;通过流动实验与仿真数据对比验证了干斑形成预测方法的可靠性。（5）建立了非等温下RTM充模过程中气泡形成预测模型。通过研究树脂在纤维预成形体中的微观、细观流动分析气泡形成机理,利用实验数据推导了非等温条件下的树脂表面张力预测模型,并结合局部热平衡方程、树脂黏度方程、固化反应方程、树脂微观以及细观流动方程建立了气泡形成预测模型,实现了非等温条件下气泡形成预测仿真;重点分析了温度对于气泡形成的影响;通过实验验证了气泡形成预测模型的准确性。