磁敏弹性体（Magnetosensitiveelastomer,MSE）是一种由磁性颗粒和非磁性聚合物基质组成的智能材料。磁性颗粒赋予MSE对外磁场的响应能力,而基体材料则赋予MSE基本的机械性能和形状。在磁场作用下,颗粒之间、颗粒与磁场之间产生磁相互作用力,因此MSE的力学性能将发生改变,被称为磁流变效应或磁致变刚度特性。随着对MSE具有可控力学性能的深入研究,其被广泛应用于减振隔振和振动控制中。近年来,研究发现MSE在智能驱动和软体机器人等领域具有越来越重要的作用,因此引起更多的学者关注MSE的磁致变形性能研究。虽然研究人员对具有优异变形与驱动能力的MSE的研制开发等做出了许多重要探索工作,但受限于制备方法,目前的驱动器多为简单的膜、壳结构,存在结构简单、形状操纵和变形模式单一、应用领域探索较少等问题。为此,本文通过模塑成型、牺牲模板、熔丝沉积3D打印和螺杆挤出3D打印方法研制出多种定制化设计的复杂MSE结构,通过实验、有限元模拟和理论模型系统性地研究了其磁致变形性能,阐述了其磁响应变形机理,并探索了其在噪声控制、微泵、仿生驱动和软体机器人等领域中的应用潜力。主要研究内容如下:1、模塑成型法制备微穿孔MSE膜的磁致变形性能研究。通过数字图像相关法和传递函数法研究了穿孔率、厚度、交联比和磁场强度对微穿孔MSE膜的磁致变形性能和吸声性能的影响,分析了其磁声耦合特性的作用机理。实验表明,膜的磁致变形随交联比增加而降低,随厚度增加先增加后持平,基本不随穿孔率变化而变化。而吸声器的共振频率则随穿孔率增加而增加,随厚度增加而降低,且基本不受交联比的影响。在外磁场作用下,膜结构发生磁致变形,空腔体积减小,于是微穿孔MSE膜吸声器的声阻抗减小,因此共振频率移向高频区域。在132 mT磁场下,最大离面位移为11.6 mm,共振频率最大变化达到304 Hz。基于上述实验,验证了微穿孔MSE膜吸声器在声学控制中的应用潜力。2、牺牲模板法制备MSE管道结构的磁响应变形行为研究。通过三维重建、仿真模拟和理论分析研究了磁场强度对管道结构弯曲变形性能的影响。实验表明,随着磁场增加,矩形截面MSE管道的弯曲变形显著增加,当磁场足够大时,磁力超过临界载荷后,管道结构将发生屈曲失稳。在175mT外磁场下,管道的最大体积变化率和挠度实验值分别达到62.3%和3.6 mm。有限元仿真可用于预测管道的磁致变形,而简化的钢架梁模型则可以定量地解释失稳前的弯曲变形。此外,将管道与止回阀组装成脉冲泵系统,研究了磁场加载大小和加载频率对泵送速率的影响。基于上述实验,验证了脉冲泵在流体泵送中的应用前景。3、熔丝沉积3D打印MSE驱动器的仿生驱动变形研究。通过实验研究了打印路径和层厚对薄膜变形性能的影响,并通过非均匀载荷下的悬臂梁模型来揭示MSE驱动器的磁致变形机理。结果表明,0°打印方向比90°打印方向的薄膜拉伸模量更小、更容易弯曲变形,而打印层厚的增加将导致拉伸模量增加。其中,70 mT磁场下薄膜的最大弯曲角度接近90°,最大挠度达到19 mm。此外,受自然生物启发打印了各种MSE驱动器,以模仿章鱼触手的捕食行为、蝴蝶的飞行行为和植物的开花行为,并通过实验和有限元模拟研究了驱动器的变形特性。该研究有助于推动MSE仿生驱动器在软体机器人领域的发展。4、超柔性MSE驱动器的3D打印方法研究及其磁致变形性能分析。发展了一种螺杆挤出3D打印方法用于打印超柔性MSE驱动器,并通过实验和有限元仿真研究了结构参数和磁场强度对软管和管道结构收缩性能的影响。结果表明,打印样件的拉伸模量可以低至约2MPa。随着磁场增加,软管和管道结构的收缩率首先缓慢增加,然后在磁场达到一定大小后急剧增加,最后保持不变。相同磁场下,软管和管道结构的收缩率均随长高（宽）比的增加而增加,随层厚的增加而减小,在539 mT和410 mT下,其最大收缩率分别达到66%和63%。最后,打印了吸盘和心脏泵驱动器分别用于吸附、释放物体和泵送液体,验证了超柔性MSE驱动器在仿生学领域的潜在应用。