塑料产品在人们生活中的广泛应用不断推动着注塑模具的改进和优化，在要求高强度、高质量、低成本塑件的同时，也要求了更高疲劳寿命、更高冷却效率的注塑模具的出现。注塑模具疲劳寿命决定塑件的生产效率和生产成本，如何设计注塑模具合理的结构和尺寸，确保模具符合设计寿命要求，并兼顾冷却效率的提高，是模具行业亟待解决的问题。本文针对PET（Polyethylene terephthalate）瓶坯注塑模腔在注塑成型过程中出现的断裂现象，重点进行以下研究：（1）结合塑料成型工艺特点和断口学对模腔进行断裂类型和失效机理的研究,为疲劳分析以及结构优化奠定理论基础；（2）结合传热学、材料力学对模腔进行传热、变形及应力进行分析和计算，计算得到了冷却水的换热系数，为有限元分析提供必要的数据。结合疲劳强度理论对模腔材料进行数值模拟S-N曲线的研究，为疲劳分析提供材料数据；（3）结合生产实际，对PET瓶坯注塑模腔进行三维热分析、热应力及疲劳寿命的有限元分析，对比分析结果和实际寿命，验证有限元分析方法的可行性，为优化模腔结构提供分析方法；（4）针对模腔断裂的原因对其进行优化设计，并应用有限元分析软件进行疲劳寿命模拟分析，优化注塑模具的冷却水道以提高冷却效率；（5）应用模流分析软件建立注塑模具的瓶坯、浇注系统以及冷却系统的三维模型，进行流道平衡分析和冷却分析，得出最优化结构；（6）研究影响模腔疲劳寿命的因素，提出几种提高注塑模具疲劳寿命的方法。本文以提高PET瓶坯注塑模腔疲劳寿命和注塑模具冷却效率为目标，优化设计了模腔以及冷却水道排布，已在相关工厂得到了应用。论文的相关分析和优化结果正确，已得到了验证，取得了良好的效果。