随着环境与能源问题日趋严峻,汽车工业正朝着轻量、节能和低碳的方向发展。基于LFT-D（长纤维热塑复合材料直接在线模压工艺）成型的复合材料,通过在树脂基体中直接添加一定比例的增强纤维混合并在模具中热压成型,具有可回收、轻质高强等特点,目前已在汽车行业获得了批量的使用,但其模压成型工艺研究的匮乏制约了其进一步的应用。本文基于LFT-D复合材料的模压工艺,围绕汽车座椅靠背的结构设计、成型过程分析、模具冷却系统设计及优化、成型工艺参数的优化等开展系统的研究,课题的主要工作如下:首先,基于LFT-D成型工艺,设计一种新型LFT-D复合材料汽车座椅靠背。分析座椅靠背的模态与静强度特性,结合其所用应力应变情况,验证其结构的合理性及是否满足相关的行业规范要求。其次,结合LFT-D成型特点,分析座椅靠背的成型过程规律。建立座椅靠背数值模型,分析复材熔体的充模流动状态,研究填充时间、压缩完成时间、压缩力分布、缝合线和翘曲变形等关键参数的影响规律;结合模具闭合过程中模压料的充模流动过程,获得典型工艺下模压件充模过程中的模压料温度、速度和压力分布特性。然后,结合模具冷却系统的传热规律,开展冷却系统的设计分析及优化。分析冷却系统关键因素的影响规律,优化冷却水路布局和冷却液温度场条件,以改善制品成型性能;结合冷却系统优化后的分析结果,设计型腔边缘区冷却水路和型腔底隔板式水道优化冷却系统,以改善LFTD制品的模压成型质量。最后,结合正交试验法,进一步优化LFT-D成型工艺的关键参数。基于正交试验法,研究成型工艺的关键参数对模压件翘曲变形的影响程度,确定模压件最佳的成型工艺参数组合;结合单因素试验法,分析工艺关键参数对制品翘曲变形的变化规律,及优化参数下模压件的成型质量,以验证所获得优化值的有效性。本文的创新之处,在于基于一种新型的LFT-D复合材料汽车座椅靠背,围绕成型过程的复材流动及温度场特性,系统的开展模具冷却系统的优化、成型工艺关键参数对模压件翘曲变形影响,并在此基础上提出改善模压件品质的优选参数组合。本文围绕LFT-D技术开展系统的模压成型工艺研究,对推动该技术及其在汽车轻量化领域的更广泛的大批量应用有着积极的意义。