多场耦合下磁流变液特性的微结构机理及跨尺度分析

磁流变液在磁场和力场作用下的微结构形态及其变化决定了磁流变液的奇异特性。实验表明，除磁场强度、变形或力和温度外，颗粒的特性、形状、大小、级配与含量、载液和添加剂特性等都显著地影响磁流变液的宏观特性，而相关的研究尚不充分和缺乏系统性，尚缺乏能全面考虑各主要影响因素的描述磁流变液特性的模型和方法。拟通过系统的实验进一步弄清多场耦合下磁流变液特性及其微结构机理，发展从微观到宏观的分析方法，建立计及微结构特征和各主要影响因素的磁流变液本构描述。发展基于悬浮颗粒动力学的磁流变液特性的多场耦合跨尺度数值模拟方法和本构模型。分析具有不同胞元的微结构的响应特性，微结构间相互作用，微结构缺陷及其演化，微结构的破坏与重组，颗粒的沉淀与聚结及各主要影响因素的作用机理等。由于磁流变液是一类可设计的和性能可控的智能材料，故成果对于优化磁流变液的设计参数和发展高性能磁流变液具有重要的科学意义和应用价值。