在能源使用日益紧张的当代,生物质能的开发逐渐受到重视。本文研究对象沙柳为典型的生物质原料,其是内蒙古地区特有的多年生灌丛植物,具有热值高、平茬复壮等特征,但其物料产地分散、难于收集,自然堆积状态下密度小、储运困难,故研究沙柳的致密成型技术具有现实意义。现阶段致密成型技术的研究多基于一种手段,将生物质物料当作连续体进行有限元分析或基于离散元理论从颗粒角度分析,而实际过程是细观颗粒尺度上内在机理的改变导致宏观现象的发生。除此之外,成型块品质不佳,设备磨损严重等问题也亟待解决。针对上述问题,本文从离散元和有限元两个尺度研究生物质致密成型过程,分析其黏弹塑性力学变化并构建其致密成型过程中力学模型,为生物质致密成型的发展提供理论基础。首先,从多尺度的角度具体分析生物质致密成型过程,宏观基于有限单元法,将生物质成型块等效为实体,基于连续体力学理论采用显式分析求解器使用准静态加载的方式分析了单向模压过程,选取压制初期、中期、中后期、结束这四个时刻分析应力变化,得到应力由零逐渐增大,且应力由开始集中在上表面,到上半部分再到整个物料柱均匀分布的结论。细观基于离散单元法,将生物质归入软物质范畴,基于散体力学理论分析生物质致密成型过程,选取加载初始、弹性变形开始、塑性变形开始、加载结束这四个时刻分析颗粒和接触力以及速度场传递机理和规律,得到颗粒分布由松散到密集,接触力分布由杂乱无章到形成菱形再到大环状最后到小三角形稳定结构的结论,而颗粒速度场经历竖直向下、形成分隔带,分隔带下移直至消失的结论。其次,为了得出更加准确可靠的模具受力及应变云图,充分发挥离散元和有限元的优势,将离散元和有限元进行耦合仿真。用离散元计算出的力和位置信息,作为有限元的输入,分析外部模具受力和变形,解决了传统有限元分析无法预知准确载荷分布的问题,得到模具受力和变形均沿中心轴线自上而下逐渐增大的结论。最后,根据离散元仿真结果,采用压力差值法将沙柳细枝致密成型过程依次分为进料预压、黏弹性、黏塑性、应力松弛这四个阶段,依据各阶段不同特性使用模拟元件分别建立力学模型和力学方程,并拟合数据求出未知参数,分析未知参数变化的内在机理。得到四个阶段的力学方程,且参数变化主要由于随加载进行,颗粒之间空隙减小导致不易被压缩以及温度升高,木质素软化等原因。