由于铝合金压铸件成型质量高、性能优越、生产效率高、批量生产成本低廉等优点，很多农机配件都由铸铁件改为了铝合金压铸件，诸如微耕机传动箱中的法兰盘，玉米播种机排种器中的导种轮、勺轮和排种器盖，以及农业机械中发动机的壳体等。压铸件在压射过程中极易产生卷气、困气和熔液喷溅等现象，该现象导致压铸件出现气孔、欠铸和缩松等缺陷，对压铸件的质量影响很大甚至报废。因此研究压射过程中的压室及型腔中金属熔体流动状态，以及在此过程中出现的卷气现象对改善铸件的质量具有极为重要的影响。压射过程中内部金属熔体的流动状态不能直接观测，采用铸造数值模拟技术呈现压射过程，改变了传统压铸以经验法及试错法为主的制造方法，使得人们对常规的铸造缺陷的形成过程有了清晰的认识。为了预测卷气造成的铸造缺陷，提高压铸模具优化设计水平和压铸工艺参数的选取，研究压铸压射过程的光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics—SPH)建模方法具有重要的理论意义和使用价值。　　SPH方法在铸造过程方面的国内外应用研究还未达到实用化阶段，对于高温金属熔体在压室及型腔中流动过程所特有的卷气和困气问题还需要进行深入研究。本论文主要利用SPH方法建立了压室内冲头推动金属熔体流动的数学模型;以微耕机传动箱中法兰盘和玉米排种器中的导种轮为例，模拟了的型腔充填过程，优化了法兰盘模具的溢流槽及排气孔;并对导种轮模具的内浇口和溢流槽进行了设计，分别在DCC280和J1130C型卧式冷室压铸机压铸机上进行了实验验证，得到了良好的实用效果。具体研究内容如下:　　(1)推导了流体充填过程控制方程的SPH离散形式，得出流体充填过程所需边界条件的处理方法。应用现有的粒子搜索法理论，形成一种新的SPIR(Strips of particles in region)搜索法进行求解计算。在压室内粒子均匀分布的模型中，SPIR搜索算法随着粒子的增加搜索时间以线性函数y=0.3992+5.5394x增加，x为粒子数量;树形搜索法以线性函数y=0.3172+24.1312x增加，其搜索时间增加的速率远大于SPIR搜索法;PIR(Particles in region)搜索法按多项式y=-0.8505+20.5624x-9.862x2+2.837x3-0.103x4变化增加，在粒子数达到300000左右时，搜索时间变化率突增。在粒子非均匀分布时，SPIR搜索法在相邻粒子上的搜索时间大约是PIR搜索法与树形搜索法的25％左右，其整体计算时间减少50％。采用SPIR搜索法进行搜索计算，结果表明SPIR搜索法的搜索效率要优于PIR搜索法和树形搜索法。　　(2)建立了压室内金属熔体流动SPH模型，模拟慢压射过程中金属熔体的流动形态，得出不同慢压射速度使得金属熔体进入浇道和型腔内的初始流动形态有很大差别，通过优化慢压射速度，当慢压射速度为v=0.6m/s金属熔体进入浇道的流动形态最佳，压射过程中卷气量最小。研究发现压室内界面换热系数的变化大致分三段，即压室前部、压室中部和压室末端，其中换热最剧烈的部位是压室的中部，这对于优化压铸慢压射速度及快慢转换距离等工艺参数提供了依据，得出慢压射过程中快慢转换距离为233.8mm。通过加入人工粘度降低两种计算模型下的粒子飞溅和不均匀分布导致的非物理振荡，并得到适用于压铸过程计算的人工粘度主要影响系数αΠ范围[1，2];采用一种冲头与金属熔体作用的新型固壁边界，改善冲头与金属熔体相互作用时出现的冲头固壁粒子与金属熔体粒子分离和穿透的情况，并测算其校正系数x，确定其值为0.7。　　(3)建立了型腔充填SPH模型，采用移动最小二乘法(MovingLeast Square，MLS)对传统的SPH进行修正，对比文献中的水模拟实验进行充填模拟，并与专业的压铸软件Magmasoft计算结果进行对比，采用MLS修正的计算结果更好地描述了充填过程自由表面变化行为，更加接近实际模型。　　(4)建立微耕机传动箱中法兰盘的计算模型，模拟其充填过程，得出其温度场和粘度场，并根据流体的流向设置了五个溢流槽及排气孔，为以后的模具的工艺优化提供一种解决方法。建立了玉米排种器中的导种轮计算模型，设置了六个内浇口、九个溢流槽，并进行了实际生产试验，解决了先前的缺陷问题，得到了良好的应用效果。　　(5)建立了气液两相流体充填SPH模型，研究型腔内气体对充填过程中金属熔体流动的影响。通过虚拟粒子方法推导了界面处守恒方程;对气相状态方程采用Van Der waals修正，并对压室内金属熔体流动采用修正模型进行了模拟，修正后的模型可更清楚表征气液运动的交界面;对水模拟实验进行气液两相流充填计算，模拟结果表明建立的SPH气液两相模型比单相流更加准确捕捉气液交界面的运动变化状态，体现充填过程中产生的卷气现象，为定量预测由卷气现象导致的气孔、欠铸和缩松等缺陷提供了一种新方法。