随着高分子材料科学的发展,注塑制品在国民经济各领域得到了广泛应用,特别是在航空航天,国防军工等高新技术领域应用比例越来越高,这对注塑制品的成型质量与服役性能提出了更加严苛的要求。超声辅助注塑成型的大量试验研究表明超声外场能够降低熔体黏度,促进熔接痕强度,降低制件残余应力等,但其内在作用规律及机理仍不明晰。所以针对上述问题,本文依次开展的研究内容如下:首先,以底部带有标准拉伸试样的壳体形制件为对象,设计制造了超声辅助注塑成型模具系统。为保证超声装置能有效集成于模具,且超声外场能够有效作用于型腔内的熔体,基于超声和精密注塑模具设计等理论,对模具的推出系统、冷却系统、超声系统以及减小声能衰减的结构装置进行了理论分析与设计制造。其次,进行了等规聚丙烯材料的成型试验,借助X射线衍射、偏光显微镜观测分析及拉伸试验,针对熔体温度和模具温度的变化对试样内部凝聚态结构及其力学性能的影响关系这一问题进行了研究。结果表明,升高熔体温度引起分子热运动加剧,是导致试件取向结晶化程度,结晶度及屈服强度下降的主要因素;而升高模具温度后,熔体与型腔壁面间的温度差减小,熔体冷却速率延缓,从而使得试件的结晶度增加,屈服强度提高;但较高的模具温度又会使球晶尺寸增大,反而降低试件的屈服强度。可见,过高的熔体温度和模具温度都不利于获得具有最佳凝聚态结构和屈服强度的制件。最后,以超声作用阶段和超声作用功率为主要变量,进行了单因素成型试验,研究了超声外场对试样凝聚态结构与性能的作用规律。试验结果表明,在填充及保压阶段施加不同功率的超声外场作用,能够促进试样结晶度的提高,晶体结构更加完善,从而增强试样的力学性能;在填充保压及冷却的全过程施加不同功率的超声作用,尽管超声外场能够提高试样的结晶度,但是由于形成的晶体结构很不完善,降低了试样的屈服强度。