固体颗粒介质成形工艺（Solid granule medium forming,SGMF）是采用固态颗粒体系作为压力传递介质,以代替传统的刚性介质或液体、气体、橡胶等柔性介质,进行塑性加工的新工艺。由于单个固体颗粒介质具有一定刚度而整体又具有传统柔性介质的可流变性,因此该非连续的离散体作为传压介质兼具刚性模和柔性模的成形工艺的优点,克服了液压成形密封困难以及弹性体压力传递小的不足,可成形厚壁高强度零件。研究颗粒介质压力传递和颗粒参数对成形性能的影响,对探究固体颗粒介质成形具有重要意义。本文以固体颗粒介质板材成形中颗粒介质压力传递模型及板材性能为研究对象,建立了成形过程中颗粒压力的力学解析模型;开展了304不锈钢板材的胀形实验研究,采用数字图像相关法（Digital Image Correlation,DIC）测量系统;利用扫描电镜,对胀形试样进行断口分析和微观组织观测;基于ABAQUS对板材胀形过程进行了有限元建模与分析,验证了所建力学模型的准确性。基于自由堆积下压力传递模型,引入离散体系可流变性的侧压系数,得到胀形时颗粒的压力传递力学模型,通过侧压力实验验证了该模型的准确性,模型和实验值的误差小于10%。表明金属板材所受颗粒体系压力跟柱塞压力呈正相关,与颗粒间摩擦和侧压系数呈指数负相关;通过力学解析模型,建立了板材胀形时的板材构型函数与应力应变关系,为固体颗粒介质板材胀形提供了力学基础。根据固体颗粒介质胀形实验,得到了不同颗粒参数下金属板材的构型分布、应变分布以及壁厚分布,表明:降低颗粒直径和颗粒内摩擦、增加填装高度以及增加润滑,可提高板材的极限成形高度。减小颗粒直径、增加填装高度,板材的填充率更高;钢球成形性能优于石英砂;增加润滑条件可提高板材的表面质量。为板材成形中颗粒工艺参数的选择提供实验参照。观测胀形后的试样,发现光滑断口和粗糙断口两种板材破裂形式。液压、橡胶等柔性介质成形断裂集中于板材的中心,而SGMF板材胀形断裂集中于凹模圆角处,并出现两种断裂方式。其中,光滑断口处以韧性断裂为主,并伴有颈缩现象;粗糙断口处大部分为脆性断裂。颗粒直径的增加至1mm时,由光滑断口向粗糙断口转变,脆性断裂的累积加速了板材的局部破裂,降低成形极限。引入Drucker-Prager模型,建立颗粒介质压力传递模型。结果表明:颗粒压力传递,随着颗粒高度的上升呈现指数下降。通过对比模拟颗粒体系的压力传递规律,验证了该模型可运用于颗粒介质压力传递过程模拟。在模拟胀形过程中,金属板材在凹模圆角处产生应力集中,并结合DIC所测板材应变情况,模拟结果与实验相符,为固体颗粒介质板材胀形提供了模型参数。