电流变液是一种流变特性可受外电场调控的新型智能材料,而电流变效应则是对电流变液在外电场作用下其表观粘度发生巨大变化的描述。经过数十年的探索研究,至今仍然没有一项基于电流变材料的成熟产品进入市场。究其原因,主要还是对电流变液在外电场作用下的各种力学性能表征及其内在的机理研究不够透彻,特别是对多场(电场、流动场及剪切场等)耦合作用下的力学性能与场致亚微观结构的动态耦合关系的理解还不够深入。本文针对当前电流变液研究中对非均匀电场下电流变液动力学研究缺乏这一现状,从理论和实验研究这两个方面开展研究工作,通过数值模拟仿真结合实验验证的方法研究了电流变液在非均匀电场下的动力学行为特性。首先,运用电流变液动力学基本方程,分别计算分析了非均匀电场下动力学过程中,电流变颗粒所受力中对电流变液场致亚微观结构演变影响最主要的力;并根据电动力学、流体力学等理论,结合电流变液基本控制方程,建立了非均匀电场与流动场(压力梯度场)的耦合场下电流变液动力学仿真模型。其次,利用有限元方法对静态和动态非均匀电场下电流变颗粒的瞬态运动情况进行了数值模拟仿真,探讨了在非均匀电场与流动场耦合作用下电流变液场致亚微观结构与力学性能的动态耦合关系。最后,根据实验要求配置了实验用电流变液,并对其进行了力学性能测试分析;利用可视化实验系统对非均匀电场下电流变液动力学进行了可视化实验研究,即单一场(交流场)和耦合场(交流场、压力梯度场等)作用下电流变液的动态响应,以及不同影响因子对电流变效应的影响。