缩孔缺陷是铸件生产中面临的主要问题，极大的影响铸件的产品质量和性能。准确预测铸件缩孔，有助于优化铸造工艺，改善铸件质量。现有的铸件缩孔预测研究仅针对每种铸造工艺下缩孔的形成单独提出解决方法，没有一套统一的缩孔形成理论和模型，具有一定的局限性。本文通过分析重力铸造和立式离心铸造下铸件缩孔的形成机理，对多力场下铸件缩孔形成展开建模和数值模拟研究，结合浇注实验验证模型的准确性,并应用于铸造企业的铸件工艺缩孔预测。　　首先分析孤立液相区的流体连通特性及补缩特性，以及孤立液相区演变和缩孔的形成过程的关系，推导出各孤立液相区之间可互相补缩的临界压强判据。分析了重力铸造下未凝固的金属液受到的多力场作用（包括大气压力和重力等）属于保守力；在离心转轴上建立一个与离心机相同转速和旋转方向的非惯性旋转坐标系，简化立式离心铸造下金属液受力分析，并从理论上证明了在立式离心铸造工艺下，熔融金属液充型过程结束后，未凝固的金属液在离心机内受到的多力场作用（包括重力、离心力和科氏力等）也属于保守力。在保守力场的框架下推导出单独孤立液相区内部缩孔的分布规律，指出动态压强是影响缩孔分布的主要因素，并配合凝固时序产生的缩孔分布计算方法，提出多力场作用下铸件凝固过程缩孔预测模型。由于多力场作用下铸件凝固过程中缩孔的形成具有统一的物理规律，因此重力铸造和立式离心铸造工艺采用同一缩孔预测方法。　　其次，详细探讨了熔融金属液内真实压强场的快速求解算法、固相率的计算方法及收缩量分配技术等模型技术细节。采用C++语言开发出铸件凝固过程缩孔预测模块，在华铸CAE软件上进行二次开发，实现缩孔预测模型与华铸CAE软件对接。复用华铸 CAE软件中成熟的温度场和流动场计算功能、材料数据库以及前处理和后处理功能，实现铸件通过本模型进行重力铸造和立式离心铸造工艺下缩孔预测的数值模拟。　　再次，根据本模型在重力铸造工艺下的特性，设计一组U形铸钢铸件的重力铸造实验，验证模型对于大气压力下重力铸造工艺缩孔预测具有很高的准确性。与此同时根据模型在立式离心铸造工艺下的特性,又设计了一组 U形钛合金铸件的立式离心铸造实验，验证模型在真空中不同转速的立式离心浇铸工艺下均有很高的缩孔预测精度。通过分析两组铸造工艺下缩孔的形态与动态压强分布之间的关系，确立了压强在铸造过程缩孔分布方面的重要性。　　最后，从实际大批量生产的结构较为复杂的重力铸造铸钢铸件和立式离心铸造钛合金铸件中各选取两组铸件，采用本模型对其铸造工艺进行凝固过程模拟。结果表明两个重力铸造铸件的缩孔主要分布在冒口中，将模拟结果与纵切开的铸件对比，发现它们在同一截面上的缩孔形状非常相似，且缩孔高度的模拟结果与铸件截面实际缩孔高度非常接近，误差仅在一个网格以内（相对误差低于5%），具有极高的缩孔预测准确度。两个离心铸造铸件通过X光无损检测技术获得透视照片，将缩孔模拟结果与无损检测透视照片进行对比，二者在缩孔位置、形状和数量方面非常吻合。该模型在实际生产中具有极大的应用效果和推广价值。