由于塑料制件轻便且不易腐蚀，在许多应用领域塑件将逐渐取代传统金属材料，但塑料的强度和模量远低于金属，在许多工程制品应用中人们通过塑件的壁厚和钢塑复合等方法增强，然而注塑成型厚壁制件，存在较大的收缩率和残余应力，塑件的成型质量难以控制。本课题采用注塑成型分析软件MOLDFLOW和有限元分析软件ANSYS,模拟分析了边长为20mm、30 mm和40mm三种HDPE立方体制件注塑成型冷却过程中各壁厚层温度变化情况，温度变化对材料各壁厚层的结晶度的影响，工艺参数对制件各壁厚层的收缩和残余应力的分布的影响，并通过实验对制件缩孔及表面凹陷的形成位置和大小进行了研究。分析结果表明：1)模具温度升高，厚壁塑件表层和芯层结晶度均增大，且表层结晶度增大幅度较芯层大，导致表芯层结晶度差异减小。相同模温下，制件厚度越大，各厚层结晶度越大。2)模具温度和保压时间对厚壁塑件体收缩率影响较大，模温升高，表层体收缩率较芯层急剧增大，表芯体收缩率差异减小；保压时间越长，芯层体收缩率较表层减小幅度大，表芯体收缩率差异减小。塑件厚度越大，表芯层体收缩率差异越大。而表芯体收缩率的差异是塑件成型缺陷产生的重要原因。3)厚壁塑件表层残余应力较芯层大，且模温较高时，各层残余应力较小。塑件厚度越大，表层残余应力越大。从CAE模拟分析结果可知，较高的模温条件下，可以注塑得到内部不存在缩孔、结构密实的厚壁塑件。本课题也进行了实验验证，结果显示，熔体温度为200℃的工艺条件下，当模温为90℃时，厚度为30mm塑件内部缩孔变小，而模温提高到120℃时，内部缩孔完全消失。