机械设备零部件之间的摩擦是造成机械故障和能源消耗的原因之一,使用摩擦学知识减小和防止摩擦是解决这些问题的有效手段。随着电磁技术的发展,机械设备需要工作在有磁场的环境,磁场会对零部件的摩擦产生影响,因此,研究材料在磁场作用下的摩擦特性十分必要,确保机械设备能在磁场环境中能稳定、精确地工作。本文以磁流变弹性体为研究对象,以磁流变弹性体/铜作为互配副,在搭建的实验平台上研究了磁感应强度、铁磁颗粒体积比和压力对磁流变弹性体摩擦特性的影响,结合弹性体的摩擦理论和磁流变弹性体的力学特性,将铁磁颗粒体积比和磁感应强度两个参数引入到磁流变弹性体的摩擦理论公式,解释了实验现象。本文的主要研究工作如下:1.阐述了摩擦学研究对减少能源消耗、延长机械使用寿命的重要意义,介绍了磁场摩擦学的研究现状,分析了几种施加磁场方式的优缺点,简要介绍了磁流变弹性体的特点,指出该领域研究现状的不足,提出了本文的主要研究工作。2.从摩擦产生的原理出发,提出实验平台的设计方案,考虑了实验条件、研究内容和磁场对传感器的干扰等多个方面的要求。本文提出了两种滑动摩擦试验机和一种滚动摩擦试验机的设计方案,综合考虑研究进展、可实施性和经济性等因素,决定实施推动式摩擦试验机。根据设计的方案,经力学计算,选定关键零部件的型号,使用SolidWorks软件按零部件的实物尺寸进行三维仿真设计,验证了设计方案的可行性,购买器材并搭建实验平台。3.在轻载低速的条件下,对各向异性和各向同性磁流变弹性体进行了摩擦实验。实验数据表明,各向异性和各向同性磁流变弹性体的摩擦特性表现出相似的性质。当铁磁颗粒体积比小于20%时,摩擦系数随磁感应强度的增大而减小;当铁磁颗粒体积比大于或等于20%时,磁场对摩擦系数的影响不大。从总体趋势看,摩擦系数随铁磁颗粒体积比的增大而减小,随压力的增大而增大,但也存在不符合此趋势的部分。4.以弹性体的摩擦理论为基础,结合各向异性磁流变弹性体的磁流变效应研究其摩擦特性。分析了弹性体摩擦力的产生机理,得到弹性体的摩擦系数与其损耗因子成正比。基于摩擦与接触面的剪切作用有关,分析了各向异性磁流变弹性体的剪切模量。在磁场作用下,各向异性磁流变弹性体的剪切模量可分为零场剪切模量和磁致剪切模量,分析了铁磁颗粒体积比、磁感应强度与零场剪切模量、磁致剪切模量的关系,以这两者为参数得到了Kelvin模型。通过分析Kelvin模型得到损耗因子与铁磁颗粒体积比、磁感应强度的关系,进而将铁磁颗粒体积比和磁感应强度引入磁流变弹性体的摩擦理论中。该理论能够解释摩擦系数随磁感应强度、铁磁颗粒体积比增大而减小的实验现象。