智能材料和器件是当今高技术和材料研究的重要方向之一。磁流变液(Magnetor- heological Fluids, MRF)是近年来新兴的智能流体,因其独特的磁流变效应,良好的流变性能,广阔的应用前景,被认为是材料科学领域最具有发展潜力的新型智能材料,近年来受到美、日、英、德等发达国家的高度重视,纷纷投入大量财力用于 MRF 及其应用技术的研究开发。本文在现有的磁流变液的制备、流变学机理和工程应用研究等基础上,将 MRF 引入传动工程领域,系统研究了磁流变传动和控制技术,包括:磁流变效应,磁流变传动机理,磁流变传动器件(Magnetorheological Fluids Transmission Devices, MRTD)的设计原理、设计准则、结构和磁路的磁场有限元设计方法,磁流变无级变速理论,并进行了 MRTD的传动性能实验,旨在孕育这种新型磁流变传动技术和推动磁流变液及其器件的开发研究,同时努力实现 MRF 产业化。本文的研究内容包括以下六章:1. 介绍了磁流变技术及其器件开发的现状和发展趋势,详细论述了磁流变效应的流变机理和模型描述,分析了将磁流变技术引入传动工程领域的重要性和前瞻性,提出本文的研究目的及研究内容。2. 阐述了磁流变效应的机理、组成及制备方法,详细分析了 MRF 的性能及其影响因素。结合传动工程应用的具体磁场环境,采用光学铁谱显微镜连续观察不同体积比的 MRF 在各种磁场强度下磁性粒子的分布状况。3. 根据 MRF 的工作模式,提出了基于剪切模式的磁流变传动器件的设计原理和准则;利用 Bingham流体本构模型推导了基于剪切模式的 MRTD 的理论传递转矩方程;采用磁场有限元仿真计算 MRTD工作间隙的磁场,得到较精确的磁场分布值指导相应目标转矩 MRTD 的磁路结构的设计,并解决了 MRTD 的相关磁路、结构工艺、MRF 的密封和散热等相关问题,为开发 MRTD 提供了理论分析方法和设计依据。并设计试制出一系列 MRTD。4. 通过 MRTD 的传动参数及特性分析,在磁力传动试验台上进行了 MRTD传动特性测试台的设计改造,在改造的 MRTD性能测试台上进行了不同 MRF 和不同工作间隙的 MRTD 的液粘转矩、静特性、稳定滑差功率、温升、动特性实验以及和磁粉介质传动性能的对比实验,并对不同的MRF 在不同工作间隙的MRTD的实验结果数据进行了对比分析和实验转矩、理论转矩等相关分析。5. 根据机电传动系统理论,对磁流变调速理论进行了系统分析研究。针对不同的工作负载特性提出不同的调速方式,阐述了直接转矩调速的适用范围和对象,提出应用单个 MRTD 的调速系统方案。针对风机泵类工作机,使用 MRTD III<WP=6>重庆大学博士学位论文和磁粉传动装置(Magnetic Particle TransmissionApparatus,MTA)进行了调速对比实验和风机节能实验,并对现有新型节能调速方式液力偶合器调速和电力变频调速各自的优缺点进行了理论分析;同时进行了速度数字控制恒流源的系统设计研究。6. 总结了本文取得的主要创新研究成果。