磁流变液主要由载体油液以及分散于其间的软磁性物质颗粒组成，在外加磁场中黏性可以在毫秒级的时间类产生数量级的改变，使其能在液态和类固态中迅速切换。磁流变阻尼器是最具代表性的磁流变元器件，在车辆悬架系统与土木工程的减振等领域有广阔的应用前景。

1 磁流变液的物理性质

在实验研究中，从显微镜下可以明显地看到，在零场磁场下MRF的颗粒分布是杂乱无序的；而在磁场作用下，却是沿磁场方向成链束状结构排列。当外磁场强度较弱时，MRF形成直径较细的短链，且数目较少；因此剪切它们所需外力较小，相应的MRF剪切屈服强度较低。随着外磁场不断增大，MRF中链束状结果长度变长且直径也变粗，数目也大大增加；因此剪切它们所需要的外力增加，相应的剪切屈服强度提高。这样就限制了MRF液体的流动，使原来的液态向类固态发展，剪切强度也随之而生，并随着磁场的强度增大而增大。

目前，MRF技术的研究主要以应用技术为主，MRF的主要应用领域是各种形式的主动和半主动阻尼器。为了使这些阻尼器具有相对优异的性能， 其使用的MRF应该满足下列性能指标：

（1）较低的零磁场黏度。当外加磁场为零时，MRF的性质与牛顿流体相似，并且有一定的黏度。在零场黏度较低，MRD在外加磁场中具有等剪切强度时， MRD的阻尼力可出有更大的调节切范围。

（2）较高的饱和屈服强度。MRF的饱和屈服强度是MRF的主要性能指标之一，性质优良的MRF的饱和屈服强度至少应达到20～30kPa。

（3）对杂质的敏感强度较小。MRD工作时，MRD中的MRF中可出会因磨损而产生杂质，因此MRF不能对杂质过于敏感，否则会影响MRD的减振效果。

（4）较宽的温度使用范围。在MR元器件中，MRF一般工作于剪切状态，工作过程中会产生很大的热量，因此MRF须在相当宽的温度范围内具有极高的稳定性。

2 滞回动力学行为

磁流变液的另一种重要特性是其滞回效应。许多实验中都观察到如图1所示的-剪切速度的滞回环。如图2.4所示，在正加速度行程中，开始以剪切力会以相对稳定的斜率增大，当到达B点时，剪切力会发生一个突然的跳跃，接着再对开始的斜率稳定增大到C处。从C向A处变化时，剪切力曲线却并不按原曲线返回，而是由C处经D再返回到A处。这样，在剪切速度的一个变化周期中ABCDA中，剪切力-剪切速度图像会出现一个如图1所示的滞回环。

图1 MRF的滞回效应

在外加磁场中在剪切力的作用下，MRF从类固态向液态转化的过程，本质上是其从一种因MRF颗粒极化而形成的各向异性状态，转化成各向同性的状态。但这种各向同性结构在有外加磁场的情况下是不稳定的，因此当剪切速率减小到某一特定值的时颗粒间磁力将克服液动力，不稳定的各向同性结构难以保持，MRF颗粒重新形成极化的链状结构。然而，重新形成极化链状结构时的剪应力小于其断裂时所需的剪应力；这就是磁流变液出现滞回效应的根本原因。

磁流变阻尼器的滞回动力学行为，同时依赖于加载速率与电流强调，对这种滞回行为的建模很具挑战性。因此，在使用前，需对其进行大量的动力学性能测试。图3为典型滞回动力学行为的加载频率与电流强调依赖性曲线。

图3 典型滞回动力学行为的加载频率与电流强调依赖性

3 杭州亿恒公司磁流变阻尼测试系统的测度数据

图4 杭州亿恒阻尼测试系统

图5为激励电流I=0.4A，加载频率为3Hz条件下的阻尼力-速率特性曲线及其示功图。阻尼器内部磁流变液的屈服力由激励电流决定，滞回环的宽度由速率变化率决定。如图所示，I=0.4A时，屈服力约为500N 。

图4 激励电流 I= 0.4A, 加载频率 F = 3.0Hz

加载幅值为 A =2，4， 6 ，8， 10，12，14，16，18， 20 mm

图5 为激励电流I=0.4A，加载频率为6Hz条件下的阻尼力-速率特性曲线及其示功图。

如图所示，I=0.4A时，屈服力仍约为500N； 随着加载频率变大，滞回环宽随之增大。

图4 激励电流 I= 0.4A, 加载频率 F = 6.0Hz

加载幅值为 A =2，4， 6 ，8， 10，12，14，16，18， 20 mm

图5为激励电流I=0.8A，加载频率为12Hz条件下的阻尼力-速率特性曲线及其示功图。

如图所示，I=0.8A时，屈服力仍约为1000N； 随着加载频率变大，滞回环宽随之增大。 

图5 激励电流 I= 0.4A, 加载频率 F = 12.0Hz

加载幅值为 A =2，4， 6 ，8， 10 mm