塑料卡扣是作为紧固件已经大量应用于工业产品设计中,相对于金属卡扣紧固件在重量方面较轻、材料方面耐腐蚀,紧固连接时无需焊接、点螺纹胶等复杂技术,也无额外辅助工具与工装就可以完成装配,采用注塑的成型方法制成的塑料卡扣通常都有着较强的互换性,较好的一致性和适合大规模生产的特点,从而提高生产效率、降低成本。但是塑料卡扣使用过程中的失效案例也屡见不鲜,失效的发生会极大的降低工业产品的可靠性,降低客户的满意度,严重的情况会产生企业巨大的经济损失。本文在对发动机缸体托盘塑料卡扣深入分析了失效原因上,提出了发动机缸体托盘塑料卡扣的优化结构。论文主要研究工作如下:首先通过失效案例从理论角度分析了失效的机理,对缺陷初步确定了失效产生的原因,其次运用ABAQUS有限元分析软件建立了塑料卡扣的CAE力学分析模型,对塑料卡扣的装配及使用过程中的工作状况进行了力学仿真,并得到了各种工作状况下的应力分布及最大应力值,观察可能存在的失效位置,深入分析后对于塑料卡扣内部型腔的结构进行了优化,同时通过CAE力学仿真得到不同装配孔径下塑料卡扣改进前后结构的最大应力值,并分别对最大应力值相对于装配孔径进行线性拟合,得到线性方程,通过线性方程的斜率可以得知在装配孔径变化的情况下,塑料卡扣结构最大应力值的变化幅度,幅度较小的塑料卡扣结构较为稳定,最后对于塑料卡扣改进后的结构也做了相应的力学仿真。运用MOLDFLOW软件分析结构改进前后对于填充时间、体积/压力控制转换时间、前沿温度分布图与熔接线、剪切速率、锁模力与射压等工艺参数的影响。最后,通过对于塑料卡扣型腔结构优化后的缸体托盘进行冲击与振动试验,验证了改进效果。