磁流变液(Magnetorheological Fluid,简称MRF)是一种新型智能材料,主要是由高磁导率、低磁滞性的纳米级铁磁性颗粒和非导磁性液体及表面活性剂混合而成的悬浮体。磁流变液具有特殊的流变特性,能够在磁场作用下瞬间由流体变成半固体,且流变过程可逆。以磁流变液作为介质的磁流变液阻尼器(Magnetorheological fluid damper,简称MFD)具有结构简单、响应快、输出阻尼力范围大且可控、能够适应振动工况大范围复杂变化、对温度不敏感等优点,因此,在高端机械装备半主动振动控制技术领域得到广泛引用。但是,由于磁流变液阻尼器的工作机理较为复杂,受磁滞特性、粘滞特性、电-磁-流-固多场耦合效应等的共同作用,而且其控制特性在外部强迫激励作用下会产生强烈变化,导致国内外对磁流变液阻尼器动力学模型和输出阻尼力模型的认识普遍存在一些不足之处,如精确度,复杂性等问题。本文以直线型磁流变液阻尼器为研究对象,考虑多种复杂因素的影响,采用参数辨识、灵敏度分析和多场耦合有限元分析方法,开展磁流变液阻尼器动力学模型和输出阻尼力模型建立及模型评估研究,揭示各影响因素对其振动控制效果的影响机理。本文的主要研究内容如下:(1)结合直线型磁流变液阻尼器结构特点、工作原理以及磁流变液复杂的非牛顿流体粘滞特性,对国内外磁流变液阻尼器力学模型的理论成果进行归纳分析;在此基础上,以适用性最强的参数化模型中的Bingham模型和非参数化模型中的多项式模型为对象,针对磁流变液的磁滞特性,辨识得到两个模型的主要参数,对两个模型预测磁流变液阻尼器输出阻尼力的能力进行评估;结合两个模型在预测磁流变液阻尼器输出阻尼力方面的优缺点,提出一种融合Bingham模型和多项式模型能力优点的磁流变液阻尼器复合动力学模型,并辨识得到模型的主要参数;最后,结合实验数据,对比三个模型预测磁流变液阻尼器输出阻尼力的水平。(2)针对磁流变液阻尼器的输出阻尼力受磁滞特性、粘滞特性、电-磁-流-固多场耦合效应复杂影响的特点,以输出阻尼力模型为研究对象,采用轨迹灵敏度分析方法,分别建立磁流变液阻尼器单自由度减振系统的输出阻尼力仿真模型和灵敏度分析模型,研究磁流变液阻尼器结构参数、工作参数等七个参数对输出阻尼力影响的贡献度,并对其进行排序,揭示这些参数对输出阻尼力的影响规律。(3)面对磁流变液阻尼器在外界强迫激励较大或其变化率较大时产生的电-磁-流-固多场耦合作用,在深入分析其耦合作用机理基础上,结合研究需要,以耦合作用更为明显的流-固耦合和磁-流耦合为对象,采用能够实现多场耦合直接解析的ADINA有限元分析软件,探究内部流场之间的耦合、流变过程及相互影响关系,构建多场耦合算子,修正磁流变液阻尼器的Bingham-多项式复合动力学模型,研究流-固耦合和磁-流耦合对输出阻尼力的作用机制和影响规律。(4)结合理论及仿真分析工作,采用直线型磁流变液阻尼器作为振动控制元件,搭建单自由度减振系统,开展磁流变液阻尼器数学模型验证实验研究工作,包括基于正弦强迫激励载荷的磁流变液阻尼器数学模型参数辨识实验,考虑电-磁-流-固多场耦合效应影响的磁流变液阻尼器动力学模型评估实验,验证研究工作的准确性。