纤维增强聚合物因具备聚合物的高流动性和玻璃纤维的高强度,而被广泛应用于电子设备、汽车零件、日常消费等国民经济领域。开口结构件指中间开口、两侧悬空的“U”形的一类基础零件,是固定轮轴及承载重力的关键结构件。注塑成型时往往在产品的U形拐角位置产生一个较小的翘曲变形,该变形就会被两侧结构所放大,在产品两侧末端产生较大的位移偏差,导致产品尺寸严重超差。为了保证结构的强度,开口结构件一般使用强度较高的玻璃纤维增强材料材料。但由于玻纤增强聚合物的收缩各向异性,导致玻纤增强开口结构件的翘曲变形机理更为复杂。因此,探索玻纤增强开口结构件注塑成型翘曲变形原因,研究注塑工艺参数、模具结构、产品结构等对玻纤增强开口结构件翘曲变形的影响规律,并提出合理的翘曲变形控制方案,对提高玻纤增强开口结构件注塑成型质量、实现开口结构件高性能精确制备具有重要的研究意义。本文以某玻纤增强开口结构件前轮座为研究对象,构建了开口结构件的二维简化模型;基于该简化模型,分别对因冷却不均、收缩不均以及纤维取向效应等原因产生的翘曲变形进行了理论分析。利用三坐标测量仪对前轮座的翘曲变形数据进行检测,并对前轮座翘曲变形原因进行了分析。结果表明,翘曲变形主要发生在前轮座拐角位置,零件外侧加强筋的存在导致拐角内外侧收缩不一致;前轮座出模时拐角内外温度冷却速度的不一致;以及单点进胶时玻璃纤维以进胶点为中心的发散分布特征,是产生翘曲变形的主要原因。基于Moldflow软件,构建了与实际注塑情况一致的前轮座有限元模型。基于有限元模拟结果,对注塑过程中的温度、压力、纤维取向等因素进行了分析。采用正交试验,研究了注塑工艺参数对开口件注塑成型时翘曲变形的影响规律,并采用极差法获得最佳的工艺参数组合。结果表明,因前轮座拐角内侧局部壁厚过厚,导致拐角内侧中心温度远高于外侧中心温度,进而导致前轮座向内收缩。前轮座拐角位置纤维取向主要从浇口位置向四周发散,呈扇形形状,由于玻纤增强材料的各向异性,导致前轮座向内收缩。根据前轮座的翘曲变形分析结果,基于注塑压力最小原则与纤维取向最优原则,对模具浇口形式、尺寸以及位置进行改进。其中,采用两浇口从顶部两侧同时进胶,获得平行于翘曲变形方向的纤维取向,使取向效应翘曲变形降低了3.97 mm,有效的改善了前轮座中纤维取向造成的翘曲变形问题。在浇口优化结果的基础上,基于壁厚均匀原则与加强筋设计准则,对前轮座壁厚分布与加强筋排布进行了改进,使前轮座冷却不均翘曲降低了2.99mm,收缩不均翘曲降低了6.25mm,有效的改善了前轮座中收缩不均以及冷却不均造成的翘曲变形问题。前轮座的翘曲变形由11.3 mm下降到0.4 mm,达到了公差尺寸要求。为实现在模具设计阶段对翘曲变形的主动控制,在传统预变形方法的基础上,提出了基于矢量夹角的预变形方法。该方法是通过判断开口结构件任意点的翘曲变形矢量夹角变化率的大小来对翘曲变形区域进行精细划分,再对翘曲变形区域进行预变形设计的方法。基于该方法对前轮座进行了预变形设计,实现了对玻纤增强开口结构件翘曲变形的主动控制。为在试模阶段快速解决玻纤增强开口结构件翘曲变形问题,基于聚合物的应力松弛原理,提出了治具定型方案。通过定型治具对开口结构件翘曲变形位置持续施加固定形变,改变其内部分子链排布顺序,从而降低其翘曲变形。设计了前轮座的定型治具,根据前轮座实际生产状况确定定型时间,获得了符合公差尺寸要求的前轮座产品。