半固态成形技术作为一种新兴的近净成形技术,凭借其生产环境好、应用潜力广、生产效率高、成品质量优等优点,在实际的铸造过程中得到了越来越广泛的应用。铝合金半固态压铸成形是半固态成形中最为重要的技术之一。不同于传统的液态压铸,铝合金半固态浆料是一种固液相混合物,随着已凝固固相的增多,其在流动充型过程中仍具有一定的流动性。在铝合金半固态压铸成形过程中,其充型过程中相关物理场发生变化且难于预测,导致工艺方案的制定变得困难。本文主要研究了铝合金半固态压铸充型过程的表观粘度模型、离散求解技术和充型模拟计算方法,通过实际压铸实验进行验证并运用于实际铸件,可以为工艺人员制定最终半固态成形件方案提供参考。首先,建立了铝合金半固态压铸充型过程的数学模型。在分析铝合金半固态压铸充型过程特点及相关机理的基础上,通过研究分析影响半固态充型过程粘度变化的相关因素,建立了铝合金半固态压铸充型过程表观粘度模型;基于计算流体力学原理和流动基本控制方程等,耦合铝合金半固态表观粘度模型,建立了基于铝合金半固态压铸充型过程的流动场模型。并对模拟过程中的物理场边界条件进行了讨论。其次,完成了对铝合金半固态压铸充型过程数学模型的离散求解。采用有限差分法离散流动场方程,基于交错网格技术,使用SOLA-VOF法求解流动场方程,对数值模拟过程稳定性条件进行了分析。同时将半固态表观粘度模型引入阶梯流,与普通阶梯流进行流线、速度上的对比,验证了半固态表观粘度模型的准确性。然后,完成了铝合金半固态压铸充型过程的模拟计算及配套实验验证。对环状均匀分布的六个条形铸件进行充型模拟计算,研究了不同充型阶段条形铸件的充型形态结果,并通过与普通铝合金压铸充型模拟结果相比较,对两者的速度及压力进行了比较分析。设计了配套的铝合金半固态压铸充型实验,通过在相同条件下控制活塞距离的移动量决定实际铸件的浇注充型量,得到充型各阶段的实验结果,并将其与模拟结果进行了对比。最后,将铝合金半固态压铸充型模拟计算方法应用到实际铸件。应用铝合金半固态压铸充型模拟计算方法,对实际铸件的充型流态进行分析,确定工艺合理性,为半固态成形工艺提供工艺参考。