自然界中存在各种各样的颗粒系统,例如,火山爆发时,大量火山灰颗粒被气流带到大气层中,并随后在气流作用下扩散运动;沙尘暴的发生,源于干旱、沙漠地区的地表的大量沙尘颗粒在强风作用下被带到大气中,并随强风迁移。为了研究、掌握这些颗粒系统的宏观行为,需要了解对颗粒系统宏观动力学特征起着决定性作用的因素,而“颗粒-颗粒”以及“颗粒-颗粒床”之间的碰撞恢复系数的规律,是研究颗粒系统的宏观力学行为、特征的基础。本论文针对颗粒-颗粒、颗粒-颗粒床之间的碰撞恢复系数及其随碰撞速度、颗粒粒径比、材料属性的变化规律进行了理论和实验研究,具体研究内容包括:论文第二章以Thornton模型为基础,结合Hertz接触模型,将碰撞过程中材料的动态屈服强度引入模型,建立了“颗粒-颗粒”碰撞恢复系数的改进的Thornton模型。通过该模型研究了“颗粒-颗粒”碰撞恢复系数随碰撞速度、等效粒径的变化规律,并与现有文献的实验结果进行了对比分析,结果表明,本论文改进的Thornton模型给出的碰撞恢复系数理论预测值与实验值更接近,比原Thornton模型更好的描述了恢复系数的定量、定性规律,例如,原Thornton模型无法描述碰撞恢复系数随等效粒径变化这一实验规律,说明了在颗粒与颗粒碰撞问题中考虑材料动态屈服强度的影响的必要性。另一方面,本文考虑碰撞过程中的应变强化的影响,研究了应变强化对碰撞恢复系数的规律的影响,结果表明在Thornton模型基础上引入应变强化因素,使得模型的理论预测值较实验值偏高,但所给出的碰撞恢复系数与碰撞速度之间的规律仍呈现幂函数形式,该趋势与实验值的规律基本吻合。第三章开展了“颗粒与颗粒”的碰撞实验,通过实验测量了不同粒径比和不同等效半径的钢球之间的碰撞恢复系数,得到了碰撞速度为0~3.5 m/s范围内,恢复系数与碰撞速度的依赖关系及其受颗粒尺寸、粒径比的影响规律。本文第二章改进的Thornton模型的理论预测值与实验值进行对比表明,改进的Thornton模型在给定粒径比情况下,比原Thornton模型更好的预测碰撞恢复系数随碰撞速度的变化规律;在给定碰撞速度的情况下,原Thornton模型不能反映碰撞恢复系数随等效粒径变化的实验规律,而改进的Thornton模型则能够相对准确的描述碰撞恢复系数随等效粒径的增加而递减的变化趋势。论文第四章对“颗粒-颗粒床”碰撞的恢复系数及其规律进行了实验研究。通过实验测量了不同碰撞速度、不同的颗粒材料属性以及不同的颗粒床厚度情况下的碰撞恢复系数及其规律。实验结果表明:通过“颗粒-颗粒”(即,单个颗粒与单个颗粒)碰撞实验所得出的规律,并不能简单推广到“颗粒-颗粒床”这一系统,前者的大小显著低于后者;碰撞速度、颗粒的材料属性(弹性模量、屈服强度等)、入射颗粒与颗粒床粒径比等因素对“颗粒-颗粒床”碰撞恢复系数的影响有限,而颗粒床的厚度则对“颗粒-颗粒床”碰撞恢复系数有着显著的影响,如,随着颗粒床厚度的增加,碰撞恢复系数大致呈现线性递减趋势,表明颗粒床的粒径、排列等特征是“颗粒-颗粒床”碰撞恢复系数的重要决定因素。第五章对本论文的研究中所存在的问题进行了总结,以及对可进一步深入的研究工作进行了展望。