磁流变液(magnetorheological fluids,in short MRF)是一种由微米级颗粒分散于载液中形成的悬浮液,它将液体的流动性与磁性物质的磁性结合起来,使得其流变特性随外加磁场变化,且此响应过程为毫秒级。因此,磁流变液在航空航天,武器军工,汽车工程,船舶工程以及医学等方面被广泛地应用。磁流变器件的响应时间在很大程度上影响其控制效果,因此响应时间是磁流变器件的一个重要指标。磁流变器件的响应时间分为电磁响应时间和MRF自身响应时间,为了更好地提高磁流变器件动态性能,学者们对磁流变器件响应时间以及电磁响应时间的进行了大量的探索研究,但针对磁流变液自身响应时间的研究成果较少。根据磁流变效应,磁流变液的剪切屈服强度随磁场的变化而变化,本文利用正弦电流信号形成正弦变化磁场,得到正弦变化的扭矩,找出扭矩信号与磁场信号的峰值时间差,测量磁流变液的响应时间。基于此方法,设计一套测量磁流变液响应时间的装置。本文主要工作及取得成果如下:(1)简要分类说明测量磁流变液响应时间的方法,了解到当今测磁流变液响应时间的方法分为直接法和间接法,分析了从微观成链分析,利用狭缝剪切装置以及圆盘剪切装置测量磁流变液响应时间时存在的问题,提出论文的研究工作;(2)对Herschel-Bulkley模型(简称HB模型)模型进行参数辨识,确保其能够运用于磁流变液响应时间的测试中,进而推导出双剪切盘模型的扭矩传递公式,引入电流偏置正弦信号与扭矩传递的关系,得到扭矩随时间的变化关系。基于此,提出了一种利用正弦输入输出信号之间的峰值时间差寻找磁流变液响应时间的方法。同时开展磁流变液流变学行为微观动力学模型研究,通过仿真,得到MRF响应时间与体积分数的关系。然后从细观角度出发,定性分析其与磁感应强度,剪切率等因素的关系。得出磁流变液在临界点之下,若增加其体积分数,则缩短磁流变液的响应时间;超出临界点则加长,磁流变液的响应时间随体积分数增大而减小;剪切率对响应时间的影响不敏感。(3)对装置进行磁路设计和机械系统设计。首先对装置进行磁路设计,通过磁路设计原理对磁路进行基本设计,确定初始线圈、磁路参数。而后,采用ANSYS有限元分析进行进一步定量分析,基于两者结合循环的设计方式,对磁路设计进行优化。磁路设计完成后,对装置的机械核心零件进行设计,包括装置的剪切机构,支撑结构等,确定各零部件的尺寸、公差,选取机械标准件。依据预估的扭矩,剪切率等参数,对装置的转子电机和升降电机以及滑台进行选取。(4)搭建装置的传感以及数据采集系统,用扭矩传感器来检测传递力矩的变化,用电流传感器和磁场探针来测量电流强度与磁感应强度的变化。把电流传感器置于装置外部,磁场探针安放在剪切盘之上,扭矩传感器置于剪切转轴之上,集成数据采集系统与机械系统,装配,调试,令此装置能够成功测量磁流变液在不同条件下的响应时间。(5)设置电流,电源,控制系统等,对磁流变液在不同条件下的响应时间做出实验测试,分别测量磁流变液响应时间与体积分数、磁感应强度和剪切率的关系,并与理论分析做出对比。发现在临界点之内,磁流变液的体积分数越大,响应时间越快,若超过临界点,体积分数的增大会引起响应时间的变大;磁感应强度越大,磁流变液的响应时间越快;并且,剪切率不是影响磁流变液响应时间的重要因素。分析了测量磁流变液响应时间过程中可能存在的误差及其来源,认为此测试装置基本达到设计要求。