颗粒流润滑是根据颗粒物质系统理论提出的一种新型的润滑方式,其基本的设计思路是将不黏附的硬质固体颗粒作为润滑介质导入到摩擦副间隙中,在润滑过程中利用固体颗粒之间的相互碰撞、滑动、摩擦和滚动等微观运动,以及颗粒自身的弹性变形,减小摩擦副表面之间的相互接触面积,从而实现减小摩擦和起到保护摩擦副的目的。该润滑方式环境适应性强,可以静态承载。对其研究掌握它的多尺度动力学特性和剪切膨胀承载机制,不仅具有重要的基础科学意义,而且具有实际的工程应用价值。首先,基于二元碰撞假设理论建立的碰撞颗粒流润滑控制方程和边值条件,对碰撞颗粒流润滑的流态进行了数值模拟研究。数值分析结果表明：颗粒润滑介质在剪切运动过程中的波动是引起固体体积分数、波动速度和摩擦系数变化的最重要的因素,主要三体参数的变化会改变颗粒润滑介质的波动趋势,从而引起固体体积分数、波动速度和摩擦系数发生改变。其次,采用离散单元法构建了密集颗粒流润滑的理论研究模型,对颗粒润滑介质的速度波动和自扩散特性、动力学特征、力链特征、剪切膨胀现象及承载的力学机制进行了研究。主要研究结果表明：颗粒润滑介质的平均速度和波动速度的变化趋势相反；接触力和接触角均按幂函数规律变化,并且法向接触力的大小要远远的大于切向接触力；颗粒润滑介质的动力学行为具有阻塞态、准静态流、慢速流和快速流四种状态；颗粒润滑介质在剪切运动过程中的剪胀率随时步的变化服从二次多项式规律,整体的剪切膨胀程度会随着剪切速度的增大而减小,压力载荷的减小而增大；颗粒润滑介质剪切膨胀过程中产生的法向作用力也可以有效承载,且承载能力随着剪切速度的增大而减弱,压力载荷的增大而增强等。最后,利用端面摩擦试验机和石墨颗粒对密集颗粒流润滑开展的粘滑运动实验研究表明,运动摩擦副与颗粒润滑介质间的宏观摩擦系数与颗粒润滑介质间形成的细观力链密切相关,细观力链的演变规律决定宏观摩擦系数的变化和演变,而运动摩擦副与颗粒润滑介质间的宏观摩擦系数可以视为细观力链变化趋势的宏观外在反映；颗粒润滑介质的流变特性会随着剪切速度和压力载荷的增大逐渐由粘滑运动状态过渡为滑动状态。通过以上对颗粒流润滑系统的理论和试验研究,阐明了颗粒流润滑的流变机理、剪切膨胀承载机制和粘滑运动机理。在此基础上,建立了考虑颗粒流润滑多尺度动力学和剪切膨胀承载机制的颗粒流润滑理论。该成果一方面对颗粒流润滑的工业应用与发展提供了理论支持,另一方面亦促进了颗粒物质力学的向前发展。