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目前颗粒材料的研究大多浮于表面，理论的研究少之又少。大量独特的实验现象让科研人员兴奋不已，但理论的缺乏使这些有趣的现象很难被解释。一些实验现象用流体力学的相关理论解释，但其与实验并不十分符合。在动态情况下，颗粒材料中的颗粒互相碰撞、摩擦，其中碰撞是非弹性碰撞，颗粒间复杂的相互作用造成了颗粒材料的非线性，从而表现出不同于固液气态的独特性质。由于非弹性碰撞和摩擦的存在，系统通常无法达到平衡状态，运动过程是不可逆的。25273
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对颗粒材料减振机理的研究，Kerwin[15]在1964年根据实验结果提出了一种阻尼材料的损耗因子与振幅之间的经验公式，同时，作者提出颗粒材料消耗系统能量最有可能的三条途径为：颗粒的相互摩擦，颗粒的非线性变形，颗粒的共振。上世纪80年代，人们开始着手系统地研究颗粒材料的减振方法和减振机理等。Lenzi[16]在其1982年发表的博士论文中对颗粒材料，尤其是沙子的阻尼原理进行了研究，作者通过实验得到了沙子的内部损耗因子与振幅有关，与频率无关的结论。论文网
一文颗粒链的研究
一文颗粒链是颗粒材料最基本的结构单元，在颗粒材料的研究中有重要的地位。在一文颗粒链中，颗粒间的相互作用力遵循Hertz定律，相互压缩的颗粒构成一种孤波[17]。但与传统弱非线性的水波相比，这种孤波具有更加强的非线性，主要特点之一是其传播速度不是一成不变的，而是受到颗粒的势能及动能的影响[18]。
一文颗粒链中的孤波还有一个奇特的现象：其在颗粒链中不同颗粒的交界处的传播特性不同[19]。当波动由较重的颗粒传入较轻的颗粒时，能量会完全透过界面传入较轻的颗粒，而反过来传播，只有少部分能量传入较重的颗粒，大部分能量会在界面处反射回来，也就是说，声学能量将被限制于颗粒链中某一段的“能量陷阱”中。这种现象类似于发光二极管的单向传播特性，是颗粒材料的强非线性的结果，我们可以把它叫做“声二极管”效应。这一效应为增强颗粒材料的隔振作用提出了一种新的思路，可以预见利用“声二极管”加强隔振效果的应用将会在未来出现。
一文颗粒链在振动激励下还会表现出有趣的动力学特性，激励加速度不同时，颗粒链存在三种状态：压缩态（颗粒相互接触没有分离，作为一个整体与振源同步运动），聚集态（颗粒间有较小分离，可以近似为一个整体，脱离振源运动）和流体态（颗粒脱离振源，且相互分离独自运动）。激励加速度较小时，颗粒链处于压缩态，此时逐渐增加激励加速度，由杨氏模量较大的颗粒（较硬的颗粒）组成的颗粒链会由压缩态转变为流体态，而由杨氏模量较小的颗粒（较软的颗粒）组成的颗粒链会转变为聚集态[20]。这一现象是由于颗粒的材质不同，在相互碰撞中能量衰减不同造成的，激励加速度增大时，较硬的颗粒能量衰减缓慢，而较软的颗粒能量衰减快速[21]。
圆柱形阻尼器的研究
圆柱形阻尼器是生产生活中较常见的一种阻尼器，如液压阻尼器，粘滞阻尼器，区别在于阻尼器中填充的颗粒材料。F.Pacheco-Vazquez和S.Dorbolo对装有小钢珠的圆柱形颗粒阻尼器进行了实验研究。如图1.2，只改变圆柱形阻尼器中装入颗粒的质量，当容器空时，恢复系数与碰撞次数无关。当容器装入颗粒时，恢复系数有显著变化。碰撞次数为一时，恢复系数随着质量增大而减小。第一次碰撞后，颗粒速率大于容器速率，颗粒将形成一簇撞在容器顶部。第二次碰撞时，因为颗粒在容器内做自由落体运动，容器可以看做空容器，此时恢复系数取最大值。