磁性液体作为一种新型的功能型材料,能够在磁场的作用下呈现许多特有的性质,磁性液体的浮力原理就是其中最重要的特性之一。在外部磁场的作用下,磁性液体能够将浸没于磁性液体中的非磁性物体悬浮起来,因此磁性液体的一阶浮力原理在磁性液体减振器、传感器和驱动器等应用领域有着至关重要的作用。为了进一步探讨磁性液体一阶浮力的作用机理,本文通过理论推导、有限元仿真和实验探究三种方法进行了如下研究:(1)建立适用于磁性液体减振器、传感器和驱动器等设备的计算模型,运用流体运动方程和磁性液体的伯努利方程推导适用于此模型的一阶浮力计算公式。建立圆柱形永磁体的磁场强度计算模型,并推导其在空间内的磁场强度公式。分析磁性液体的磁化机理,并用郎之万函数描述磁性液体的磁化曲线方程。(2)建立非导磁体在磁性液体中的二维轴对称模型和三维非轴对称模型,仿真计算非导磁体在磁性液体中不同状况下受到的一阶浮力大小。建立圆柱形永磁体磁场计算的数学模型,用有限元的方法计算圆柱形永磁体在空间中的磁场强度分布。(3)提出磁性液体一阶浮力的测量实验方案,选择实验设备和材料,搭建实验台并测量不同情况下的一阶浮力。比较实验结果和仿真结果,验证有限元仿真计算的准确性。(4)通过分析仿真结果与实验结果可以得出影响磁性液体一阶浮力的因素。当非导磁体完全浸没在磁性液体中时,影响一阶浮力的因素有磁性液体的相对磁导率、非导磁体在容器中的位置、非导磁体的外形尺寸、外部磁场强度;当非导磁体未完全浸没在磁性液体中时,一阶浮力与磁性液体的注入量有关。