物体侵入颗粒介质的动力过程是颗粒介质力学及流变学的一个关键问题,该问题主要涉及两方面:物体的受力与颗粒介质的流变。物体在侵入颗粒介质过程中所受阻力与其侵入速度、角度、物体几何结构及颗粒介质自身属性密切相关,同时颗粒介质由于物体侵入而发生局部流变,是颗粒介质类固-液-气三态相互转变且相互存在的主要体现。本文基于离散单元法对柱体匀速侵入颗粒介质的动力学过程建模,详细考虑柱体从准静态侵入到低速侵入过程中其所受阻力的具体形式,分析侵入角度以及柱体截面形状对其受力特征的影响。同时,针对冲击流变特征,采用粗粒化方法对流变过程中的流场、压强、剪切速率在不同侵入情形下的特征进行分析,基于此考虑局部流变模型在斜侵彻情形下的适用性。本文具体内容主要包含两个部分:1.基于离散单元法建立了物体侵入颗粒介质动力学过程的离散动力学模型,分析了圆柱从准静态侵入到低速侵入过程中,柱体所受阻力与侵入深度和侵入速度的关系。表明圆柱所受阻力的平均值与侵入速度的尺度关系可分为三个区间:与速度无关的准静态区间、与速度呈线性关系的粘性区间以及与速度呈二次方关系的惯性区间。针对侵入角度和柱体的横截面形态对受力特征的影响,深入分析了不同侵入角度下准静态侵入时柱体的受力模型,建立了柱体受力与截面几何结构的关系。2.颗粒介质在侵入过程中发生流变。本文主要针对侵入过程中处于密集颗粒流这种流态下的特征进行分析,基于粗粒化方法对柱体周围的流场、压强、体积分数及剪切速率等的分布进行了定量研究,建立了适用于不同侵入角度下惯性数同体积分数的普适模型。同时,考虑了侵入角度及柱体的形状对流变特征的影响,尤其对于流场的分布特征,显著体现了角度引起的非对称性及形状引起的驻点位置的变化。同时,揭示出局部流变模型在冲击流变中的局限性。本论文基于离散单元法系统深入的研究了柱体侵入颗粒介质中所受阻力及颗粒介质的流变特征。为研究物体侵入颗粒介质过程中所受阻力及颗粒介质受外载荷作用下的流变特征提供了行之有效的研究思路及定量分析方法,对生产生活中物体与离散介质相互作用的动力过程安全设计及应用提供理论基础。