应变依赖的粘性响应描述无凝聚力软颗粒材料的力学行为

颗粒材料在自然界中广泛存在，并在日常生活和工业中得到广泛应用。对这些材料的建模仍然具有挑战性；因此，寻找具有可接受预测精度的模型，同时又能反映颗粒动力学复杂性，是该领域的核心研究主题。软颗粒堆积带来了额外的建模挑战，因为已经明确软颗粒也具有影响堆积行为的颗粒级弛豫时间尺度。我们构建了一个简单的一维、单时间尺度模型，能够复现压缩水凝胶堆积力学的许多本质特征。我们通过在受控应变和受控应力变形条件下对水凝胶颗粒的三维和二维堆积进行验证，确认了模型性能。我们发现，对标准线性固体模型进行带有应变依赖前因子的弛豫修正，能够捕捉时间历史和速率依赖性，以及有效缺失凝聚力的必要特征。我们还指出了建模未来改进的一些方向。