水凝胶球作为一种可大变形的颗粒，在水土保持、生物医学、软体机器人、可穿戴器件中具有广泛应用，其变形的非线性特征、及其与介质相互作用时的受力是颗粒介质力学研究的重点和难点。本文首先基于离散单元构建连续介质的方法，提出具有参考间隙的离散-连续新模型，通过对可大变形球体单轴压缩以及正方体块材等向压缩中能量与位移的定量表征，建立等效刚度与杨氏模量、泊松比的关系。其次，针对不同杨氏模量的水凝胶球冲击平板的动力学行为研究，揭示出球体的变形、受力及应力的时空演化规律。最后，考虑水凝胶球冲击颗粒介质的动力过程，定量分析其与颗粒介质相互作用时的铺展直径和受力，采用粗粒化方法获得颗粒床面的应力、剪切速率及惯性数等特征，揭示出杨氏模量不同的物体与颗粒介质相互作用的能量分配机理及密集颗粒介质与变形体相互作用时的流变行为。本文的研究为超软颗粒介质在复杂环境下的变形特征、动力学行为及多尺度关联特性研究奠定理论方法和基础。

弹性球；离散元方法；动力学分析；冲击行为