压铸机是实现材料制备和零件成型一体化的重要平台,压射机构是压铸机的核心部件之一,主要包括压射冲头和压室。压射机构长期在高温高压高速的工况下服役,承载着机械载荷和交变热载荷,易发生热变形和热配合失效。本文采用了一种在压射冲头末端施加冷却水进行局部温度控制的方法,对于改善压射机构温度分布和热变形失效以及为压射机构的设计和应用提供一定的指导意义。本文采用数值模拟和实验相结合的方式研究压射机构在流-热-固多场耦合作用下的传热与变形规律,并选取合理的冷却水参数。主要研究内容和结论如下:（1）通过Fluent流体分析软件,采用VOF多相流和动网格技术建立压室内液态金属流动和传热模型以及压射冲头的冷却模型,获得了液态金属自由表面演变、相位及流速分布、三维温度场变化规律。结果表明,高温金属液对压室产生热冲击作用,轴向运动伴随反射回流,金属液温度沿轴向成梯度分布,浇注结束后需要滞留时间;压射过程中,液态金属表面呈波浪状,芯部温度保持较好。随压射冲头末端湍流冷却水流速增大,冷却水与壁面的换热时间相对缩短,但换热系数增大且换热效率提高,出水口温度降低。（2）通过ANSYS Workbench有限元软件实现压射机构单向流-热-固耦合计算,获得了压射机构温度场、应力场和变形的分布规律。结果表明,压室顶部轴向温度呈“U”状分布,压室内层温度要远高于外层,且周向温度梯度沿轴向方向逐渐变小,内层等效应力大于外层等效应力,径向方向应力成梯度分布,变形后的压室横截面由圆形变为椭圆。压射冲头的等效应力随径向长度的增加而下降,温度、变形沿轴向成梯度均匀分布,变形后近似保持圆形,变形方向为各自节点的法线方向。（3）通过APDL实现节点变量的时间历程后处理,获得了不同冷却水流速下压射机构的变形和动态热配合变化规律。结果表明,压射冲头末端冷却水有效改善了压射冲头的温度和变形幅值。随冷却水流速增大,压射冲头温升降幅、变形降幅减小,热配合间隙逐渐趋于稳定,冷却水流速接近热饱和区。考虑能量损耗和成本等因素,确定最佳冷却水流速参数。（4）基于仿真结果,选用K型热电偶和盲孔近似测温法,搭建压射机构实时温度检测平台,并基于实测温度计算压射机构节点变形。结果表明,模拟值温度与实验值变化规律一致,节点变形计算值与模拟值误差在合理范围内。冷却水对于热电偶A、B温度幅值改变不明显,热电偶P1温升显著下降,达到峰值温度的响应时间缩短,压射冲头节点变形量减小,均验证了压射机构传热与变形数值模型的可靠性,冷却水温度控制法的有效性以及冷却水流速选择的合理性。