剪切增稠液是一种性能独特的悬浮液材料,高速冲击下表观粘度发生巨大变化,甚至由液态转变为类固态,冲击撤销后又能迅速恢复,这种可逆的剪切增稠特性使其在抗冲击防护设备等领域具有广阔的应用前景。本文从剪切增稠液出发,系统研究了剪切增稠液的流变性能影响因素、垂直振动表面不稳定性和防护应用材料,为剪切增稠液的发展及其在实际中的应用提供重要的理论和实验依据。本文研制了多种体系下的剪切增稠液,并利用高精度流变仪对其流变性能进行了详细的研究,分别从实验和拟合模型两方面分析了分散相分子链长、添加剂浓度和分子链长对于剪切增稠液的流变性能的影响。主要测试了剪切增稠液的剪切增稠特性、稳定性、可逆性和触变性等各种与其实际应用相关的性能,并讨论了分散相含量的影响。基于幂律函数和Navier-Stokes方程,推导了剪切增稠液阻尼器行为的两种准静态模型：轴对称模型和平行平板模型。为了研究分散介质对剪切增稠效应的影响,制备了含不同分子链长分散介质的剪切增稠液,流变测试结果表明剪切增稠效应随着分散介质的分子链长的增长而大幅度提升,这是由于分散介质分子链长的增长促使颗粒聚集成更大的粒子簇,有助于剪切增稠效应的增强。此外,分别采用了固态聚乙二醇(PEG)4000、PEG6000和PEG10000作为添加剂来研究添加剂的分子链长对剪切增稠效应的影响,制备含0%、1%、3%和5%添加剂的样品来研究添加剂的浓度对剪切增稠效应的影响。根据流变测试和幂律拟合结果可知,添加剂的浓度和分子链长的增加会增强剪切增稠效果,增强机理可通过大粒子簇的形成来解释。建立了一套测试悬浮液的垂直振动表面不稳定性的实验系统,通过观测研究了剪切增稠液的垂直振动动力学性能,并提出了基于流体动力学的简化模型进行分析讨论。剪切增稠液的流变行为也会影响其垂直振动动力学行为,为了更好地了解剪切增稠液的垂直振动动力学特性,详细地研究了垂直振动剪切增稠液的表面不稳定性。当超过一个临界驱动加速度后,表面不稳定性将会从初始扰动的消失状态转变到分裂状态。初始扰动的消失时间受驱动加速度、振动频率、体积分数、厚度、初始扰动的大小和形状影响。提出了基于流体动力学的简化模型,利用静水压力和粘性耗散力的表达式阐明了初始扰动的消失和剪切增稠效应的关系。初始扰动的分裂和传播按照六角形结构排列。在更高的加速度下,分裂出的洞扩散并覆盖至整个表面,且洞的分布处于一种无序状态。最后对垂直振动剪切增稠液中初始扰动的演化机理进行了讨论。研制了剪切增稠液增强Kevlar纤维复合材料,对其抗刀割和抗针刺性能进行了实验研究,并具体讨论了剪切增稠液的不同组分对于纤维复合材料的不同增强机理。通过改变分散相颗粒和分散介质的种类,可以改变剪切增稠液的流变特性,因此需要研究剪切增稠液的组分对纤维复合材料的防护性能的影响,主要通过双刀刃冲击头和刺针冲击头的落锤实验对其力学性能进行表征。对于抗刀割性能,颗粒的硬度影响占主导因素；对于抗针刺性能,纱间摩擦的影响占主导因素。与纯纤维织物样品比较,剪切增稠液增强纤维复合材料的抗刀割和抗针刺性能有显著的增强。系统地讨论了剪切增稠液的增强效果,并分析了纤维复合材料的改进机理。