磁流变液（MRF）是一种结构性能可控的智能流体,有很出色的光学、力学等性能,使它在电子封装、医疗、阻尼抗震等工程领域具有广泛的应用。因此,关于磁流变液的理论和应用研究得到了科研工作者的广泛关注。本文基于传统的粗粒化模拟方法,结合磁偶极子模型建立了关于磁流变液的粗粒化仿真模型,详细描述了磁流变液内部的各相互作用势。根据建立的粗粒化模型研究了磁流变液的在外加匀强磁场作用下微观结构的演化过程,以及磁流变液在转变为类固体结构后的压缩和剪切过程中的微观结构变化和力学特性。本文主要研究内容及相关的主要结论如下:首先,详细研究了在磁场作用下磁流变液微观结构的演化过程。磁性粒子在磁场作用下会产生沿着磁场方向的偶极矩,在偶极矩的作用下磁性粒子会沿着磁场方向聚集形成链状和簇状结构,在聚集过程中体系的势能会逐渐降低,体系的稳定性逐渐增强。同时磁性粒子的聚集行为还受到磁场强度和磁性粒子体积分数的影响,磁场强度的增大可以使磁性粒子聚集速度加快,聚集结构更加紧密、尺寸更大。磁性粒子体积分数的增大也可以使磁性粒子的聚集结构增大。其次,对磁性粒子聚集后的类固体结构的压缩性能进行了仿真计算。对于磁流变液类固体结构来说,当压缩方向沿着磁场方向时,压缩应力最大,且在压缩过程中,随着压缩应变的增大,磁性粒子结合更加紧密,磁性粒子间的磁性相互作用力增大,进而使磁流变液的抗压缩能力得到增强。磁场强度的增大以及磁性粒子体积分数的增大都可以在一定程度上增强其抵抗压缩的能力以及压缩弹性模量和磁致弹性模量,在循环剪切过程中,压缩应力随着循环次数的增多而逐渐衰减,压缩应力的衰减量随磁场强度和磁性粒子体积分数增大而增大。同时,对磁性粒子聚集后的类固体结构进行了剪切模式下的仿真计算。对于磁流变液类固体结构来说,在剪切作用下,原来规整的磁性粒子链状或簇状结构经历了错位—重组—断裂的过程。此外,在剪切作用下,磁性粒子在剪切场方向会形成片层状、壁状结构,出现剪切分层的现象。磁场强度、磁性粒子体积分数的增大都可以使磁流变液类固体结构的剪切应力、剪切弹性模量以及屈服强度增加。在一定的剪切速率范围内,磁性粒子类固体结构的剪切应力随着剪切强度的增大而增大,当剪切变形速率超过0.05ns^-1时,过大的剪切速率会导致剪切应力下降。在循环剪切作用下,体系中磁性粒子在第一次正向剪切中形成的片层状结构会沿着剪切方向发生移动聚集。循环次数的增加使得剪切应力的回环面积的减小,体系的抗剪切能力减弱,同时剪切过程中应力逐渐减小。磁场强度和磁性粒子体积分数的增大使循环剪切中应力回环面积逐渐增大,磁流变液的抗剪切性能、减震性能逐渐增强。