气体辅助共注塑工艺（gas assisted co-injection molding，GACIM）是一种融合了共注塑工艺（co-injection molding，CIM）和气体辅助注塑工艺（gas assisted injection molding，GAIM）的先进聚合物成型工艺，可用于制备多层复合中空塑料制品。由于GACIM工艺过程中涉及到气体-聚合物熔体-聚合物熔体的多相分层流动，成型机理较复杂，而国内外相关研究报告相对较少。基于此，本文利用数值模拟和实验方法研究其成型机理，为该工艺的发展提供理论依据和技术支持。论文主要研究工作与结论如下：（1）概述了GACIM工艺及其相关工艺的原理、过程、特点及研究、应用状况，确定了本文的主要研究内容。（2）基于流变学、流体动力学理论，根据GACIM充填过程的特点，通过合理的假设，建立了GACIM充填过程的控制方程组，采用Cross-WLF粘度模型。对控制方程组采用有限体积法离散，选用压力-速度耦合的PISO算法求解控制方程组。（3）基于现有的注射机和气体注射设备，通过自主设计高压注气针以及注塑模，构建了GACIM实验平台。模具为镶拼结构，以便考察不同的型腔几何。（4）借助CFD流体分析软件，建立了二维轴对称模型，对圆直管件溢流法GACIM工艺进行数值模拟。主要研究了工艺参数（注气延迟时间、注气压力、内层熔体注射温度、内层熔体注射延迟时间和内层熔体注射压力）对GACIM制件成型质量的影响，并进行了实验验证。研究表明：制件的的总残余壁厚随着注气压力、内层熔体注射温度和内层熔体注射压力的增加而减小，随着注气延迟时间和内层熔体注射延迟时间的增加而增加；内层熔体的变化趋势总与皮层熔体的变化趋势相反。比较了溢流法和短射法对GACIM制件成型质量的差异，发现溢流法GACIM制件的残余壁厚要比短射法的均匀得多。通过正交实验法分析发现影响GACIM制件成型质量最为重要的两个工艺参数是注气延迟时间和注气压力。（5）对不同弯角角度（60°、90°和120°）GACIM管件的进行数值模拟与实验研究。模拟发现：气体总是沿着弯角内侧流动，由于外侧温度降低幅度较内侧大，所以弯角处的内侧总残余壁厚总是较外侧的薄。实验研究表明，弯角处的内、外侧残余壁厚随着弯角角度的增大而减小，残余壁厚的波动性也随着角度的增加而减小；注气延迟时间和注气压力对弯角处内、外侧总残余壁厚的影响主要是表现为内层熔体残余壁厚的变化。（6）对异形截面GACIM管件进行了三维数值模拟和实验研究，模拟考察了注气前的温度场和各层熔体残余壁厚的分布以及注气后材料分布情况。从模拟中发现，在型腔的外凹角处温度降低较多，粘度增大，残余壁厚增大。实验研究表明，内层熔体穿透截面与型腔截面相似，而气体穿透内层熔体截面形状则随型腔截面、注气延迟时间和注气压力的变化而有所不同。