磁流变液(Magneto Rheological Fluid,MRF)是一种在外加磁场作用下流变特性发生急剧变化的新型智能材料,其流变特性可由外加磁场连续控制。改变外加磁场强度,可控制其屈服应力。基于这一特性设计的磁流变液器件具有制动平稳、结构简单、容易控制、响应快、能耗低等优点,在工程领域具有广泛的应用前景。屈服应力是磁流变液的主要性能参数之一,在磁流变液的理论及应用研究中占有十分重要的地位,而稳定可控的磁场是准确测量磁流变液屈服应力的前提条件。目前,常见的磁流变液屈服应力测试装置通常选用电磁线圈控制其磁场大小,故提出新的磁路设计方案对准确测量磁流变液屈服应力的研究是十分必要的。本课题以磁流变液为基础,采用有限元分析与试验研究相结合的方法,完成了对磁流变液屈服应力测试装置磁路的研究。首先结合基于提拉法的磁流变液屈服应力测试装置的结构特点,独立完成了永磁式、电流励磁式和复合式三种磁路方案的设计。运用有限元分析软件建立三种磁路模型,并进行仿真计算,得到磁感应强度云图和磁感线分布图。通过分析比较发现,三种磁路设计方案的最大磁感应强度都能达到测试要求的0.35T。但永磁式磁路工作间隙处的磁场大小无法连续变化且不能按照要求等量变化;复合式磁路结构复杂,结合面较多,可能会影响试验的准确性;电流励磁式磁路结构较为简单,且通过控制电流磁场可以连续变化,故选择此方案为最优磁路设计方案。根据自主设计制造的磁流变液屈服应力测试装置,搭建磁场加载试验台架,进行四种体积分数的磁流变液的磁场加载试验,测试体积分数为20%、33.3%、45.9%和58.9%的四种磁流变液工作间隙处的磁感应强度,得到其B-I曲线。由此可以得知,四种磁流变液样品的最大磁感应强度测试均能达到0.35T以上,此测试装置的磁路满足设计要求。测试工作间隙不同位置处的磁感应强度,在工作间隙中间从储液槽内部底面(储液槽内部底面为d(28)0mm)垂直向上依次取d(28)4mm、d(28)10mm、d(28)20mm、d(28)30mm、d(28)40mm和d(28)50mm六个点,并测试这六个点的磁感应强度,做出工作间隙位置与磁感应强度的关系曲线。由此可以发现,随着励磁电流的的增大,工作间隙磁场分布均匀性降低;储液槽中下层磁流变液的磁感应强度比上层的要大,随着高度的增加,磁感应强度基本呈线性降低。