由于磁流变液的应用前景广阔,而市场上磁流变液性能测试系统相对短缺,为了更好地促进磁流变液的工程应用,有必要研究磁流变液的性能测试仪。通过理论计算和实验验证的方法,设计了一种磁流变旋转式测试仪,用实测的办法验证了磁场理论计算的正确性。测试表明,当电流为1.6A时磁场达到0.5582T,MRF4的剪切应力达到70.12KPa,当电流为1.4A,磁场为0.5483T,剪切屈服强度51.6KPa。

针对圆盘缝隙磁场分布不均匀、磁场强度低和注液不方便等问题,对自行研制的旋转圆盘式磁流变液剪切屈服强度测试仪进行了改进.运用ANSYS磁路仿真软件对剪切圆盘机构的磁路进行了优化设计分析,对产生漏磁的部件和结构进行了改进,使测试圆盘所在区域的磁场强度的均匀性得到了加强;当电流为1.6 A时,圆盘间隙处的平均磁感应强度可达0.9 T;同时该测试仪的测试结果表明,Herschel-Bulkley模型可以较好地拟合MRF屈服后区的非线性特性.

分别以传统的磁流变液制备工艺和改进的磁流变液制备工艺,以羰基铁粉为软磁性颗粒,以专用减振液为母液,制备了2种磁流变液,并对其零场粘度、悬浮稳定性和剪切屈服强度进行了测试和分析。试验结果表明,改进型工艺制备的磁流变液零场粘度比传统工艺制备的磁流变液稍高,但其沉降稳定性和剪切屈服强度均优于以传统工艺制备的磁流变液。

以直流电弧等离子体法制备的纳米铁颗粒为分散相制备磁流变液。实验表明所制备的颗粒为尺寸分布较为均一的球状颗粒,直径为30nm～50nm,且具有较高的饱和磁化强度。分别以纳米铁颗粒和羰基铁粉为分散相,二甲基硅油为基液制备颗粒含量相同的磁流变液。磁流变性能及沉降稳定性实验结果表明,纳米铁颗粒磁流变液具有显著的磁流变效应,且沉降稳定性优于羰基铁粉磁流变液。

根据两个相对运动的平行圆盘间的流体简单剪切流状态的原理，设计了一种改进型的旋转圆盘式磁流变液剪切屈服强度测试仪。测试仪采用可细分式步进电机驱动测试圆盘，通过扭矩传感器测量上下圆盘间的磁流变液发生流变后所产生的扭矩，从而计算出磁流变液的剪切屈服强度。对剪切圆盘机构和磁路进行了优化设计分析，将剪切圆盘置于电磁线圈内部的中间位置，将测试圆盘所在区域的磁场强度不均匀性降至1％，从而可大大降低测量误差。