注射成型是聚合物的主要成型加工方法之一，成型过程中聚合物要经历熔体流动和固化等非等温、非平衡过程，由于聚合物的粘弹性，流动过程中建立的剪切应力、法向应力和大弹性形变在固化过程中不能完全松弛，在制品中形成残余应力和取向，对制品的机械和光学性能有着重要影响。为构造能够描述注射成型中聚合物所受热机历史与微观形态结构变化的物理和数学模型，预测残余应力和取向的变化及形成规律，本文对粘弹性聚合物熔体注射成型的模型化理论和数值模拟方法进行了研究，主要工作如下： 1．根据连续介质力学的基本概念和非平衡不可逆热力学基本理论，推导出可描述粘弹性流体大弹性形变、非等温和可压缩流动的Leonov本构模型，重点对不同条件下的Leonov模型进行了分析，建立了适用于不同情况的Leonov模型，并给出了确定模型参数的方法。 2．基于不同温度下松弛时间谱可以通过水平和垂直移动进行叠加的假设，建立了一种由动态流变数据计算水平活化能及垂直活化能，通过对动态流变曲线进行水平、垂直移动生成动态流变主曲线的方法，较采用经典时温叠加(只进行水平移动)生成主曲线的方法具有更广泛的适用性。 3．采用循环平均假设，忽略模壁温度的周期变化，将模具的传热简化为三维稳态热传导问题，考虑到注射模的结构特点(型腔为狭缝面，冷却孔细长)，建立了注射模三维温度场的边界积分方程及数值求解方法，开发出注射模三维温度场边界元计算软件。 4．建立了求解粘弹性聚合物熔体在薄壁型腔中充模／保压过程的数学模型，实现了注射成型过程中流动应力和分子取向建立及松弛过程的数值模拟，研究了熔体温度、模具温度和注射速率等工艺条件对分子冻结取向的影响，取得了与实验相符的结果。 本文研究工作得到国家“863”计划项目(2002AA336120)“基于模拟仿真的聚合物成型加工—微观结构演化—制品质量控制的研究”资助。