铸造是一种包含了大量复杂物理化学过程的金属成型方法。在铸造过程中伴随着各种铸造缺陷,如缩孔、缩松、裂纹、变形等。在凝固过程中,缩孔缩松缺陷对于铸件质量的影响是非常大的。由于铸件结构、金属熔炼、工艺设计等方面的原因,铸件在凝固时都会出现或多或少的缩孔缩松缺陷。缩孔缩松缺陷的存在不仅破坏材料的局部连续性,也大幅度地降低了材料的力学性能和机械性能,使得材料过早断裂和失效。并且由于缩孔缩松缺陷的存在会使铸件质量低劣,严重地影响了铸件的服役性能。在铸造生产过程中,绝大多数的研究都集中在通过改进工艺方案或优化产品结构来把缺陷率降到最低,而在结构分析领域中很少考虑铸件缺陷的存在,导致铸件的服役性能与实际含有缺陷铸件的分析结果有较大的差别。然而正是由于这些局部缺陷的存在使得铸件过早的失效与破坏。为了完整和准确地分析含有缩孔缩松类缺陷铸件的受力情况和疲劳性能,将铸造模拟、结构分析和疲劳分析三者有机地结合起来,充分考虑缺陷特征对铸件机械性能及服役性能的影响。该研究方法的分析结果与实际铸件的分析结果更为真实、更加吻合。本文采用数值三维重构的方法获取了铸件试样中孔洞缺陷的特征,并将缺陷信息映射到有限元网格模型上,在此基础上进行了含孔洞缺陷的非均质有限元模型的受力及疲劳分析,获得了缺陷特征对铸件服役性能及疲劳性能的影响规律。通过对无缺陷铸件试样和有缺陷铸件试样的力学性能分析发现,有缺陷铸件的应力分布比无缺陷铸件的应力分布大,并且两者的应力集中部位也不相同,随着孔洞缺陷的不断增加,其孔洞缺陷部位的应力集中越大；另外通过对无缺陷铸件试样和有缺陷铸件试样的疲劳寿命性能分析发现,两者无论是在疲劳寿命方面,还是在疲劳损伤方面其疲劳寿命和循环次数都有较大的不同,并且随着孔洞缺陷的不断扩张,其疲劳失效与疲劳破坏急剧下降。本论文的研究会使数值模拟的铸件分析与实际中铸件分析更加吻合,从而能更好的提高和改进铸件质量,确保铸件在服役期内的稳定性与可靠性,对铸造工艺设计及优化具有一定的理论指导意义和实际应用价值。