先进树脂基复合材料技术在航空和汽车工业中发挥着越来越重要的作用，世界主要工业化国家为了解决高性能、低成本复合材料关键技术，都制订了相应的中长期研究计划。复合材料液态模塑成型技术(LCM)是一种近年来出现的先进复合材料低成本制造技术，复合材料构件的数字化和信息化生产，是提高产品质量、降低研发成本的有效途径。因此，开展复合材料液态成型工艺过程的模拟、质量评估和参数优化，是目前国际复合材料研究领域的热点之一。要想获得复合材料构件制造工艺的全面成功，首先必须保证基体树脂充分浸透纤维预制件，防止气泡、干斑等缺陷的产生；其次要控制固化阶段的升温、冷却速率以及固化过程中的温度分布，防止产品内部过大残余应力的产生。复合材料液态模塑成型工艺过程十分复杂，涉及到数学、力学、材料学和反应动力学的多学科交叉。本文的主要目的是建立模拟复合材料液态成型工艺过程与性能质量的理论模型，实现对树脂充模浸润阶段和固化阶段的数值模拟，预测和计算复合材料的性能与残余应力，从而有效地帮助设计人员确立工艺参数、减少反复试验的次数、缩短研制周期、降低开发成本、控制产品质量。论文的主要工作和成果如下：1)建立了描述复合材料液态成型工艺中树脂流动充模过程和固化过程的理论模型。在树脂充模阶段，将树脂在预制体纤维之间的浸渍看作牛顿流体在多孔介质中的流动，利用达西定律和质量守恒原理，导出了树脂流动的控制方程；在固化阶段，采用唯象模型描述树脂固化的动力学变化，建立了表现固化速率和固化度之间的特定联系的动力学方程，此外，考虑树脂固化反应是放热反应，在能量守恒方程中将其作为一项热源建立了热传递方程。2)分别利用控制体／有限元方法和纯有限元方法，推导了树脂流动控制方程的有限元格式，并编写了相应的求解程序，实现了复合材料液态成型工艺中的树脂流动行为的模拟。实例分析表明两种方法都可以跟踪树脂流动前沿和求解模腔内压力分布，而纯有限元法在保证模拟精度的基础上更具有计算效率。3)应用差示扫描量热(DSC)技术研究了树脂的固化动力学特性。根据动态扫描DSC图谱，采用外推法，得到了树脂的固化特征温度，并利用Kissinger方法得到了其固化动力学参数。4)分别利用自编程序和商用有限元软件对复合材料液态成型工艺固化过程进行了模拟研究。根据热化学模型，采用有限差分方法，编写了模拟固化过程的FORTRAN程序，得到了复合材料构件的温度和固化度分布及其变化历程；又通过对商用有限元计算软件ABAQUS的二次开发，编写了内部热生成(HETVAL)子程序，实现了复合材料构件固化过程的三维数值模拟与分析。5)建立了反映编织纤维复合材料刚度性能与树脂固化度相关性的分析模型。在假设树脂性能和固化度线性相关的基础上，考虑纤维的连续性和波动性，采用波动模型建立了平织纤维毡的几何模型，通过对代表性体积单元的分析，应用经典层合理论导出了复合材料的刚度矩阵，该模型可以预测复合材料刚度系数随固化度的变化。实例计算表明刚度系数随固化度呈指数增长。6)研究了复合材料液态成型工艺过程导致的残余应力问题。应用ABAQUS分析软件，将固化过程模拟计算得到的温度场和固化度场作为热应力分析的初始条件，并以一个用户自定义材料(UMAT)子程序确定固化过程中任一时刻的材料性能，得到了固化阶段的残余应力情况。