中文摘要：

注塑成型制品尺寸预测包括成型形状、尺寸精度及尺寸稳定性（残余应力）几方面的内容，能直观、全面地反映注塑制品的质量，表征注塑成型的加工水平，有重要的工程应用价值。由于成型尺寸涉及的因素包括原料、模具结构、制品设计、设备、操作水平等诸多方面，同时，塑料原料在成型中经历复杂的物理、化学过程，并伴随取向、结晶、物性参数变化，使得成型尺寸的预测研究具有挑战性，成为注塑成型数值模拟技术研究的热点、难点之一。拟开展的研究内容有1）具有工程适用性的、能表征塑料本质特征的粘弹本构方程在数值模拟中的应用；2）建立压力、温度、结晶、取向等因素与注塑制品应力、变形之间的关联式，考虑结晶、取向作用下，制品残余应力、成型尺寸预测的数学模型；3）精密塑件、厚壁制品3D/2D有限元混合算法的研究，使之能与目前流行的基于2D(2.5D)算法的薄壁件的流动/保压/冷却模块集成，也可满足日趋完善的真三维注塑成型模拟的需求。

结论摘要：

注塑成型制品尺寸预测包括成型形状、尺寸精度及尺寸稳定性（残余应力）等的内容，能直观、全面地反映注塑制品的质量，表征注塑成型的加工水平，有重要的工程应用价值。由于成型尺寸涉及的因素包括原料、模具结构、制品设计、设备等诸多方面，同时，塑料原料在成型中经历复杂的物理、化学过程，并伴随取向、结晶、物性参数变化，使得成型尺寸的预测研究具有挑战性，成为注塑成型数值模拟技术研究的热点、难点之一。本研究比较了材料、模具结构、工艺参数对残余应力及尺寸性能的影响，发现透明注塑件的残余应力PC>PS>PMMA；工艺参数中，温度对尺寸的影响最大。主要完成的工作有1）提出相对流长厚度的概念，以此为判据选用相应的本构模型和算法。当相对流长厚度小于0.05，2D、2.5D粘性流动分析；大于0.09，2.5D、3D弹性热应力分析；介于二者之间，需以粘弹性本构方程进行流动/保压/冷却/集成分析。2）以"材料边界"的概念，完成三维模具（含拼装、镶嵌模具、多种温控热源体系）、注塑制品耦合的多循环周期的温度场分析；3）结合光弹试验，完成透明注塑制品应力条纹的自动识别，可预测光学透镜等高附加值塑料产品的内外品质。