钛合金是20世纪50年代发展起来的一种重要结构材料,具有优异的综合力学性能,被广泛应用于航空领域。钛合金对于减轻飞机重量、提升整体性能等方面能够发挥其他金属无法比拟的作用。相对于一般金属,钛合金锻件质量主要由锻造工艺决定,钛合金在锻造变形时形成的不良微观组织很难用热处理工艺进行改善。因此,研究钛合金航空结构件的锻造成形特性与工艺有着重要的现实意义。TA15钛合金是一种近α型钛合金,其比强度高、工作温度高,焊接性能优异,在航空结构件中被广泛使用。TA15钛合金加工温度窗口窄,成形工艺要求较高。为了对各种工艺参数做出正确的响应,必须建立正确的流动应力本构模型。为了对TA15钛合金的高温热变形行为进行研究,使用Gleeble-3800热模拟试验机,在变形温度800～1 000℃和应变速率0.01～10 s^-1范围内对TA15钛合金进行了20组轴对称等温压缩试验。基于试验数据,分析了变形温度及应变速率的变化对流动应力曲线的影响。通过对热压缩试验数据的分析和曲线拟合,建立了基于阿伦尼乌斯模型的TA15钛合金流动应力本构方程,并对建立的本构方程进行了验证和讨论。根据变形热效应理论,计算了TA15钛合金在不同变形温度、不同应变速率、不同应变条件下的温升,发现变形温度越低,应变速率越高,钛合金高温压缩变形时的变形热效应越显著,温升越大,在一定条件下温升可以超过60℃。基于动态材料模型（dynamic material model,DMM）理论,利用TA15钛合金热压缩试验数据计算了应变速率敏感性指数m值、能量耗散率η值和塑性流动失稳参数ξ值,并建立了热加工图,对该合金的高温变形能力进行了综合分析。以一个实际生产中的支臂模锻件为研究对象,在Deform有限元模拟软件中建立了它的材料模型和几何模型,按照原有工艺对其模锻成形过程进行了模拟仿真,分析了各个工艺参数（锻造温度、锻造速度和坯料尺寸）对成形过程中主要物理场的影响,针对存在的问题提出了优化方案,对优化工艺进行模拟仿真,与原工艺进行了对比。为了解决以往模锻生产工艺制定存在的问题,基于以上的研究,以实际生产和部分仿真试验的工艺参数为数据基础,利用BP神经网络,搭建了一个能够对钛合金典型模锻件工艺参数进行决策的模型,并验证了其可靠性。通过这些研究实现了钛合金模锻生产一定程度上的智能化,对未来的钛合金模锻生产有一定的指导意义。