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短玻纤增强热塑性复合材料（short-glass-fiber-reinforced thermoplastic composites,SGFRTCs）)因其具有极高的强度重量比、较好的耐高温和耐化学腐蚀性能、抗蠕变性能好、价格低以及良好的加工性能等优势而被广泛地用于生产结构件。注射成型是生产SGFRTCs产品的主要方式之一,且SGFRTCs在实际应用中的优势与注射成型工艺密切相关。水辅助注射成型（water-assisted injection molding,WAIM）工艺是基于传统注射成型（conventional injection molding,CIM）工艺的基础上发展起来的一种具有广泛应用前景的工艺。与传统注射成型工艺或者气体辅助注射成型工艺相比较,辅助介质水的加入使WAIM工艺具有许多独特的优势,且成型制品的性能也更优异。此外,通过WAIM工艺生产的SGFRTCs制品不仅拥有纯树脂制品的优势,而且还具有复合材料制品优异性能的优点。然而,现阶段关于WAIM SGFRTCs的研究报道甚少,尤其是关于WAIM SGFRTCs制品中流动诱导纤维取向形成机理的研究,这极大地限制了WAIM工艺的发展和应用范围。众所周知,深入了解SGFRTCs成型制品中流动诱导纤维取向的形成机理是提高成型制品结构刚度和使用寿命的关键要求。因此,本文通过数值模拟研究和实验验证相结合的方法来阐明WAIM短玻纤增强聚丙烯（SGF/PP）制品中流动诱导纤维取向的形成机理,从而为获得具有轻质高性能的WAIM SGFRTCs制品提供技术指导。本文的主要研究内容和结论如下:（1）通过对比分析了WAIM制品与CIM制品壁厚上的纤维取向分布以及两种工艺成型过程中的流场发现,WAIM制品残余壁厚上的纤维取向状态呈现出“壳层-芯层-水道层”多层次结构分布的原因主要与高压水穿透产生的强剪切作用密切相关。（2）WAIM制品中纤维取向不仅与其轴向和径向位置有关,而且还与成型方式和成型中使用的工艺参数有关。（3）在短射法水辅助注射成型（short-shot water-assisted injection molding,SSWAIM）制品中,不同位置处的纤维取向分布变化较大。在制品前段位置,制品残余壁厚上的纤维取向状态呈现出“壳层-芯层-水道层”多层次结构分布。位于壳层中的纤维,尤其是那些位于靠近模具壁面区域（即次表层）处的纤维,大多数倾向于沿熔体流动方向形成非常有序的取向;而那些靠近水道层的纤维则倾向于形成无序的取向。在制品后段位置,大多数纤维倾向于沿熔体流动方向形成有序的取向,尤其是那些位于芯层的纤维;只有在靠近水道和模具壁面（即表层区域）的小部分区域内,纤维倾向于随机取向。此外,在研究的成型参数值的范围内,更小的熔体短射量、更短的注水延迟时间、更高的水压以及更低的熔体温度可以显著促进制品残余壁厚上更多的纤维沿熔体流动方向形成有序的取向。（4）在溢流法水辅助注射成型（overflow water-assisted injection molding,OWAIM）制品中,根据纤维取向状态可以将制品残余壁厚分为三层,即壳层、芯层、水道层。位于壳层的纤维,尤其是那些位于靠近模具壁面区域（即次表层）处的纤维,大多数倾向于沿熔体流动方向形成非常有序的取向;而那些位于水道层的纤维则倾向于随机取向。制品的芯层是一个从壳层到水道层的过渡区域,此区域中靠近壳层的纤维倾向于沿熔体流动方向形成有序的取向,而那些靠近水道层的纤维则倾向于随机取向。此外,熔体温度是影响制品中纤维取向的最主要工艺参数。较高的注水压力和熔体温度、以及较低的注水延迟时间可以显著促进制品残余壁厚上更多的纤维沿熔体流动方向形成有序的取向。（5）与CIM工艺相比较,由于注水参数的加入,导致WAIM工艺的成型性显著地降低了,尤其是成型纤维增强聚合物材料。为了解决上述问题,我们基于SSWAIM和OWAIM工艺的优势,提出了一种新的成型方法,即带溢流腔的短射水辅助注射成型（overflow short-shot water-assisted injection molding,OSSWAIM）。同时通过研究发现,此方法不仅可以很好地消除SSWAIM制品中的二次穿透缺陷,而且还能改善制品残余壁厚的均匀性、OWAIM/SSWAIM工艺的成型性,以及促进制品残余壁厚上更多的纤维沿熔体流动方向形成有序取向。这一研究结果为成型质量更优的制品提出了一种新思路。此外,还研究了工艺参数对OSSWAIM制品残余壁厚上的纤维取向的影响规律,以及利用正交实验方法对其制品残余壁厚的均匀性和最大拉伸载荷（即抗拉强度）进行了工艺优化研究,发现WAIM制品的抗拉强度主要与制品残余壁厚上的纤维取向有关,并且可通过简单调节工艺参数来对WAIM制品性能进行调控。