磁性智能材料作为材料领域的一个重要分支,被广泛应用于减震抗振、智能传感、超精密加工等领域。目前,智能材料的研究主要集中在材料的设计、表征和应用等方面,但是在材料的磁流变效应、磁致机理和磁致成链运动方面的研究还不够成熟,特别是在颗粒磁致运动表征方面有待进一步研究。因此本文以磁性智能材料——磁流变弹性体为研究对象,采用理论、仿真和实验相结合的方式,对基体内部磁性颗粒的磁致成链机理展开研究,并分析了相关参数对磁性颗粒运动的影响规律。本文的研究工作将为磁性颗粒在磁场下的运动提供新的原理和理论,在相关工程应用的推广上具有较大的研究指导意义。本文研究的内容包括:(1)调研了磁流变材料国内外研究现状,综述了目前各类磁流变材料的研究内容和应用情况,总结了如磁流变液、磁流变泡沫、磁流变弹性体的优缺点。重点综述了磁流变弹性体在磁致机理方面的研究,确定了以磁流变弹性体为研究对象,从材料机理层面分析磁性颗粒成链运动过程的研究课题。(2)基于磁流变弹性体磁致成链机理,通过磁偶极子理论和Maxwell应力应变张量理论建立了磁性颗粒在磁场下的运动模型,并对磁流变弹性体粘度开展了固化实验研究,通过斯托克斯阻力公式推导了磁性颗粒所受粘性阻力,研究了磁性颗粒磁场力和粘性阻力对颗粒运动的作用机理,并用Mason数公式进行了描述。(3)基于磁性颗粒运动机理方程,仿真分析了磁性颗粒在磁场下的运动过程。首先模拟了单个磁性颗粒在外加磁场下的磁化过程,并根据结果分析了两个磁性颗粒磁场下的吸引与排斥作用,讨论了不同外加磁场强度、颗粒分布角度、颗粒分布间距对颗粒运动轨迹和接触时间的影响规律;然后仿真分析了多个磁性颗粒在磁场的成链过程,研究了不同磁场强度、颗粒体积分数和粒径大小对成链时间的影响规律。(4)结合光学显微镜和电磁铁,研制了一套磁性颗粒成链的运动观测装置,实验观测在外加磁场下磁性颗粒的成链运动过程。实验研究了两个磁性颗粒在磁场下的运动规律,并验证了仿真的有效性,然后利用该观测装置分析了不同磁场条件、颗粒体积分数影响下的颗粒成链效果,并通过分析磁性颗粒链长度和宽度的变化总结出外加磁场和颗粒体积分数对颗粒成链的影响规律。