磁流变液是一种响应迅速、反应过程可逆、且易于控制的智能材料,已被广泛用于机械传动系统研究。传统的磁流变离合器主要基于剪切模式设计,依靠磁流变液剪切屈服应力传递转矩,由于传递转矩小,体积大,无法满足工业需求。因此,本文根据磁流变液的挤压增强效应,利用磁流变液中磁化颗粒在挤压下可形成更加稳健的柱状/体心立方等结构,宏观表现为屈服应力增强的力学特征,提出并设计了一种新型的基于挤压-剪切工作模式的磁流变离合器(简称挤-剪式磁流变离合器),以提高磁流变离合器转矩传能力。本文通过挤-剪式磁流变离合器的结构设计、数值仿真、转矩模型及性能试验展开了一系列研究,主要工作内容如下:(1)介绍了磁流变液的组成、性能、影响因素及磁流变效应机理。根据磁流变应用器件的工作模式,设计了一种新型的挤-剪式磁流变离合器,并介绍了其工作原理及特点;基于电磁学理论,对磁流变离合器的磁路进行了设计,确定了磁路的材料、磁路各部分的结构尺寸及符合要求的励磁线圈,确定了磁流变液离合器的主要零件尺寸。(2)利用ANSYS/Multiphysics对挤-剪式磁流变离合器磁路部分的二维和三维静态磁场分布进行仿真,得到了挤-剪式磁流变离合器中磁路部分的磁感应强度分布图,并分析了整体磁场分布规律;通过在磁流变液工作区域中部沿径向做一条观察路径方法,得到了磁流变液内部的磁感应强度分布图,并分析了磁感应强度与路径的分布规律。(3)基于Herschel-Bulkley模型,建立了挤-剪式磁流变离合器仅在剪切模式下的转矩传递力学模型;基于磁流变液在挤压-剪切模式下的屈服应力本构方程,推导出新型挤-剪式磁流变离合器的转矩传递力学模型。(4)建立了挤-剪式磁流变离合器试验测试平台,并对挤-剪式磁流变离合器的静态输出特性和动态响应特性进行了试验研究。通过静态输出特性试验研究,获得了电流、转速、挤压应力及初始间隙对磁流变离合器转矩的影响关系;通过动态响应特性研究,获得了电流、转速及初始间隙对磁流变离合器瞬时转矩的响应时间关系;并将试验与理论结果进行了对比,同时分析了误差产生的原因。结果显示:挤-剪式磁流变离合器在转矩传递能力及动态响应时间上均比传统磁流变离合器表现出更加优良的力学性能。