短纤维增强制品以其高强度低密度的优良性能广泛应用于工业生产与日常生活,然而基体材料与纤维构成的复合材料的力学性能与机械性能往往与制成品中纤维的排列方向有密切的关系,在工业中往往通过注塑成型或模压成型方法获得满足人们需求的复合材料,材料成型过程的加工工艺参数以及模腔几何结构以及基体材料、纤维的物性特征等因素往往直接决定着复合材料中纤维的最终排列方向与空间分布,因而从生产实际出发探讨短纤维增强复合材料中纤维取向影响因素以及寻求准确有效的计算模型与数值计算方法来预测材料中纤维的取向分布具有重要的实际意义。本文在两个方面取得了一定的进展：首先克服传统物理计算模型中由于引入张量封闭近似给计算结果所带来的误差,提高了结果精度；其次实现了注射成型过程中纤维空间取向分布预测,分析了温度、充模时间、模腔厚度、形状,纤维长径比以及基体材料种类等因素对模腔中最终纤维取向的影响,对三种常见几何结构模腔(中心入口圆盘、长方体、哑铃状腔体)内纤维取向分布进行了预测,分析了长方体模腔中的流变性质,对哑铃状模腔中的取向进行了实验研究与对比,最终得到如下结论：(1)纤维间相互作用系数是决定纤维取向的重要参数之一,剪切流场中该参数逐渐增大时,纤维取向方位从流动方向转化为各向同性；纤维长径比大于140时体积分数增加不会对该参数产生较大影响。(2)三种常见几何形状模腔中纤维取向分布呈现明显规律性——纤维取向均呈现分层排列趋势,靠近模腔壁面位置纤维基本上沿流动方向取向占优,如中心入口圆盘上下盘面区域纤维主要沿圆盘的径向呈现取向占优,长方体模腔中腔体上下壁面与宽度方向壁面区域,纤维主要沿腔体长度方向呈现取向占优；在中心圆盘与长方体的厚度中性层,纤维沿圆盘的环向以及长方体腔体宽度方向呈现取向占优,其他区域内纤维取向都与中性面取向有较大的不同；几何形状复杂的哑铃状模腔,中性层内纤维取向分布各异,流道收缩段纤维沿模腔长度方向取向占优,扩张段内纤维沿模腔宽度方向取向占优,在入口段、中部、末端位置处,纤维沿模腔厚度方向取向。(3)长方体模腔中改变模腔几何尺寸以及加工参数,纤维在模腔中的取向会受到不同程度的影响,增加模腔的厚度,同一无量纲厚度层内的纤维取向会从流动方向取向占优逐渐转化为平面取向排列(YOZ平面)；改变腔体的壁面温度以及熔体入口温度,模腔中纤维取向分布受到影响较小；增加充模时间纤维在流动方向的取向趋势会有所减弱,而沿模腔宽度方向的取向趋势会有所增强；对于不同的基体材料,纤维在模腔中的取向情况比较复杂；基体树脂中加入纤维后熔体的流变性能变化复杂,长方体模腔中壁面位置的剪切应力比中性层位置大很多,而中性层瞬时粘度又比壁面瞬时粘度要大很多。(4)哑铃状试样末端位置剖面图呈现出的纤维排列表明：从模腔宽度方向中间位置到壁面位置纤维的占优取向从模腔长度方向逐渐变化到模腔厚度方向,数值模拟结果反映了同样的变化趋势。