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快速变模温技术(Rapid Heat Cycle Molding,以下简称RHCM)通过动态控制模具温度来提高注塑制品的表面质量,但模具温度的动态变化会引起成型过程中聚合物温度场多变性,从而引起更复杂的翘曲变形。本文基于模具与制品温度场的模拟分析成型过程中聚合物温度场的多层结构分布,根据形态结构实验分析制品的多层结构及其结晶度分布,采用细观力学模型模拟研究结晶与收缩应变之间的关系,并利用层合板模型提出基于多层结构的注塑制品翘曲变形模拟方法,最终用于快速变模温注塑成型制品翘曲变形的研究。本文的具体研究如下:(1)建立聚丙烯的细观力学模型,分析聚合物材料结晶与收缩应变之间的关系。本文将聚丙烯视为由非晶相和结晶相组成的复合材料,其中非晶相为基体材料,结晶相为夹杂材料,采用RVE方法构建了聚丙烯的细观力学模型,分析了聚丙烯材料的结晶与收缩应变之间的关系,讨论了结晶情况、收缩应变与翘曲变形之间的联系。(2)基于模具和制品温度场的模拟,分析了成型过程中聚合物温度场的多层结构分布规律。采用Abaqus软件模拟了模具和制品在注塑成型过程中的温度场,对比分析CIM模具和单侧加热RHCM模具的温度场分布差异,讨论了聚合物内部温度场的多层结构分布及其变化规律。(3)研究了制品多层结构及各层结晶度,采用RVE模型模拟讨论了各层结晶对收缩应变的影响。研究不同制品之间形态结构的差异,分析了温度场对多层结构及各层结晶度的影响。通过材料拉伸实验和结晶度分析,建立结晶度与弹性模量的关系式,阐述了结晶度对应变的影响。利用RVE模型分析了各层结晶对收缩应变的影响。(4)根据层合板模型提出基于多层结构的注塑制品翘曲变形模拟方法,并研究了快速变模温注塑成型制品的翘曲变形。通过层合板理论建立制品层合板模型并利用Abaqus软件对其翘曲变形进行研究,分析和讨论了RHCM与CIM制品翘曲变形的差异,并将结果分别与三维扫描实验结果和Moldflow软件结果进行分析对比,分析用该方法来研究RHCM制品翘曲变形的可行性和准确性。综上所述,温度场对制品翘曲变形具有重要的影响,不同的温度场会影响制品内部的形态结构,导致其内部各层发生不同程度的应变。通过模具和制品温度场模拟,分析聚合物温度场多层分布及其热历史变化过程,结合形态结构实验,了解聚合物成型过程中多层次形态演化的规律,依据层合板模型提出了基于多层注塑制品翘曲变形模拟方法,建立了温度场—形态结构—翘曲之间的联系。因此本文的研究工作对制品翘曲变形的了解及其优化具有十分重要的理论意义。