金属粉末高速压制技术作为较为新型的动态压制成形方式,其原理是将高速冲击载荷快速作用于粉体,进而使粉体在极短的时间内完成致密化过程。较普通压制技术,粉末高速压制技术具有压制效率高、压坯密度高、压坯密度分布均匀等特点,而目前粉末高速压制中的致密化机理尚未完全明确。金属粉末属于颗粒物质范畴,对其微观、介观、宏观构成的多尺度力学特性演化展开分析有助于进一步揭示其压制中的致密化机理。本文将颗粒物质理论与粉末高速压制理论结合,主要研究了介观力链量化特性、宏观应力传播特性、力链与应力多尺度间联系、力链演化与致密化过程之间的联系,并开展相应的粉末高速压制实验,探究其致密化过程中应力动态变化过程与边壁摩擦特性变化,从而进一步拓展金属粉末高速压制致密化过程研究的理论基础。首先,基于离散元法建立铁粉末高速压制模型。针对介观尺度力链问题,根据力链成链准则及检索识别算法,提取相应高速压制中力链信息,同时采用力链长度、强度、方向系数、准直系数对力链特性进行量化分析。进而分析不同摩擦系数、冲击速度、初始密集程度对力链量化特性动态演化的影响,同时讨论力链量化特性与压坯致密度间的联系,并着重对力链长度与其它力链量化特性间关联机制展开研究。其次,针对宏观体系内应力传递分布问题,利用动态测量圆捕捉离散粉体内部应力变化,分析整体应力大小、分布及主应力方向性变化。并根据相应应力传播速度分析方法,获取不同冲击速度、初始密集程度及颗粒间摩擦系数下正、反向应力传播速度变化,阐明高速压制中应力传播演化机理。同时,将介观力链与宏观应力结合分析,探究力链分布、量化特性与应力分布、传播、方向特性间影响作用机理。第三,研究了力链演化与高速压制致密化过程的关联,通过孔隙率、配位数、径向分布函数对高速压制中体系结构演化进行量化表征,结合力链分布、方向性的变化,阐明了粉体介观尺度力链对其高速压制中致密化行为影响机制。最后,针对高速压制致密化过程中边壁摩擦及应力快速动态变化问题,利用重锤式粉末高速压制装置开展相应的铁粉末高速压制实验,获取压坯密度变化规律,同时验证离散元模型可靠性,并结合Janssen-Walker模型及高速动态应变采集技术,分析侧壁不同位置及上、下模冲应力演化与边壁摩擦系数变化,以及应力、摩擦系数峰值与冲击高度间的关联,并初步探讨了边壁摩擦系数峰值与致密化程度间的联系。