硬质聚氨酯泡沫塑料因其优良的隔热保温、独特的抗水渗透及化学稳定性,加上轻质、成型方便,成为冰箱保温层不可或缺的材料。针对冰箱门体因硬质聚氨酯泡沫塑料充型脱模后的变形易产生报废返修问题,本文拟采用基于数值仿真的解决思路。从聚氨酯泡沫凝胶发泡过程的化学反应动力学出发,认识聚氨酯生成机理,通过数值仿真提取影响泡沫性能的关键参数。利用流变学理论研究聚氨酯泡沫流动充型。本文选择FLUENT软件,采用SIMPLE算法及VOF模型,建立聚氨酯材料发泡过程中的数学模型,建立计算聚氨酯泡沫发泡过程化学反应程度的标量方程,同时考虑化学反应放热与物理发泡剂蒸发吸热效果,并通过二次开发程序实现材料参数的定义以及控制方程源项参数的定义。将泡沫的膨胀过程简化为非定常层流流动过程,化学反应程度与流动过程分开计算。在二维矩形区域内放入2.16kg的聚氨酯混合液,聚氨酯混合液膨胀40s后,得到发泡过程中泡沫体的温度、密度、温度场的分布规律。其密度降至约30kg/m3,混合液内最高温度上升至137.8014℃,后期交联反应100s时温度升高至153.5989℃,化学反应高度放热。测量门体变形及聚氨酯样品的物性参数。采用高度游标卡尺和光学精密平台搭配,将冰箱门三个顶点垫平,测量门体立柱的变形量,得到两个门体的最大变形量分别为2.56mm和2.42mm。测量门体内聚氨酯样品的密度约为42.6037kg/m3,导热系数约为0.02626W/(m·K),比热容约为2380.455J/kg·K。最后利用ABAQUS软件分别对门体充型用的聚氨酯泡沫层和门体组件组合而成的门体结构进行脱模冷却过程的温度场、热变形分析。温度场分析结果显示门体外壳构件对门体脱模冷却的温度场影响不大。整块的聚氨酯材料的脱模冷却热变形趋势呈中间向门内侧凸起,而门体的变形呈现中间向门外侧凸起,与实际测量的变形趋势相符,表明门体的外壳结构严重影响门体的变形。仿真结果与测量结果的差异说明是仿真模型的简化、材料物性参数等方面的因素所致。当聚氨酯泡沫不受外壳限制时,其收缩变形十分明显。门面板的5mm钢化玻璃有效抵制了附近的聚氨酯收缩变形,而门内胆的白色HIPS板则不能很好的抵制内侧的收缩趋势,因此变形呈中间收缩的趋势。聚氨酯极难分解,环境污染大,本研究成果将在提高冰箱质量的同时,减少生产过程中对环境的污染。并可以为我国的硬质聚氨酯工业产品的研发提供一种更清洁、更低成本以及环境更友好的科学途径。