本文以ZL205A合金为研究材料,采用低压充型后反向同步施压的工艺铸造大型薄壁复杂异形筒,分析了铸件凝固过程的补缩规律,研究了复杂异形筒的温度场、应力场分布特点,研究了反向施压对铸件缩松缩孔的影响,优化了铸造工艺参数,改善了铸件的缩松缩孔缺陷。采用毛细管模型研究了反向施压铸造ZL205A合金的凝固补缩规律,建立了补缩速度模型,在该模型中凝固压力P是主要因素,当凝固压力P增加时,补缩速度增加,补缩能力显著增加。在所建立的补缩速度模型基础上,结合达西定律、流体力学理论及枝晶破碎理论,建立了压力与临界固相率的关系。在一定范围内,临界固相率随着压力的增加不断增加,极大地提高了金属液补缩能力,缩松缩孔逐渐减少,但超过适当范围,压力的增加对临界固相率的影响不显著,对铸件的补缩影响不大。研究了反向施压凝固过程中气孔的产生条件及形成规律,根据枝晶间流动的达西定律和连续性方程,得到了铸件凝固收缩条件下的孔洞体积公式。反向施压压力越大,气体形成所需克服的阻力越大,越不容易产生缩松。模拟了大型薄壁复杂异形筒的充型凝固过程,浇口与铸件连接处的温度最高,其次是内部筋板位置,两缝隙式浇道之间对应区域温度最低,铸件的缩松缩孔缺陷也主要集中在这些区域。分析了不同方向上的补缩行为,发现中上部的温度梯度均小于底部,会存在一定的补缩通道阻塞。反向施压主要影响了铸件的缩松缩孔的体积分数。铸件的缩松缩孔出现的位置表现出一致性和对称性,按照铸件的结构呈现对称分布。随着压力的增加,缩松缩孔逐渐减少,且对中上部的补缩改善效果较底部明显。充型速度逐渐增大时,充型时间减少,充型阶段的凝固分数逐渐减小,凝固时间逐渐增加,但是铸件的实际液流速度的增加会对铸型的冲击变大,铸件的缩松缩孔呈现先减少后增加的趋势。浇注温度逐渐增大时,合金液的凝固顺序未发生明显变化,充型能力提高,边充型边凝固现象减少,铸件的缩松缩孔由细小分散变得较为集中,呈现先减少后增加的趋势。通过模拟计算分析,得到了较优的工艺参数为:浇注温度725℃、充型速度500mm/s、反向压力30kPa。