高温钛合金油箱骨架是航天飞行器的关重件，其结构复杂、壁厚变化大，采用精密铸造工艺生产具有显著优势。 为解决 ZTi55 高温钛合金铸造性能差的难题，通过铸造模拟仿真油箱骨架中的筒形结构确定铸造工艺，分析了铸件结构与模拟仿真温度场的关系， 并结合铸件解剖结果分析了模拟仿真铸件不同位置温度场与晶粒尺寸的对应关系。模拟结果揭示了铸件不同位置在冷却凝固特性及晶粒尺寸上的显著关联，最后充型的铸件弧面薄壁结构最先发生降温凝固，晶粒尺寸最为细小，约为 305 μm；最先充型的厚大壁厚位置降温速率最慢，晶粒尺寸最为粗大，超过 900 μm。 铸件壁厚与凝固特性、晶粒尺寸呈显著相关关系，即壁厚越大，铸件所需的凝固时间越长，冷却速率相应越慢，最终形成的晶粒尺寸也越粗大。