磁流变阻尼器具有优异磁控阻尼特性,其机械结构简单、动态范围宽、功耗低、输出力值大、响应迅速、可逆性好、鲁棒性强等优点使其在冲击缓冲领域具有巨大的应用前景。考虑到冲击振动往往伴随发生频率低、持续时间短、振动能量大等特点,磁流变缓冲器应当具备行程大、动态范围宽、响应时间短等特性,而相应的磁流变液应当具备高悬浮稳定性、高屈服强度、低零场粘度等特性。该文针对磁流变缓冲器在冲击应用中的需求与挑战,采用理论分析、数值模拟、有限元电磁仿真及实验相结合的方法,深入地研究了面向冲击应用的磁流变液相关力学行为及磁流变缓冲器动态响应特性。研究的主要内容简述如下:（1）对磁流变液样品颗粒浓度截面的扫描检测展开了深入的研究。该文采用了一种非侵入式无接触的电感检测方法对不同类型磁流变液样品的沉降过程进行了连续监测。针对传统电感传感器因模糊化效应导致其检测精度低的问题,该研究一方面通过设计一种具有低长径比结构特征的电感传感器提高检测位移分辨率;另一方面通过基于反卷积计算的浓度截面重建方法得到更为可信的颗粒浓度截面。针对反卷积计算中由吉布斯效应带来的精度降质,根据该类衰减振荡在跳变型非连续点处的反对称特征提出了一种修正方法,通过数值仿真和实验验证了经重建及修正后的样品浓度截面更接近真实颗粒分布情况。（2）提出了一种基于浓度梯度截面的沉降分区辨识方法,并基于Kynch沉降理论利用有限体积法进行了磁流变液样品的沉降过程数值模拟。基于浓度分布中分区界限总是位于浓度（所在邻域内）变化最剧烈处的事实而提出了浓度梯度截面分区辨识方法,通过该方法能准确且物理意义明确地辨识出磁流变液样品各沉降分区随时间的演变过程。根据测试数据计算得到磁流变液的流量密度函数曲线,进而利用有限体积法进行了磁流变液样品的沉降过程数值模拟,实现了磁流变液在给定初始均匀颗粒浓度下样品浓度截面随时间分布情况的模拟并通过与实验监测结果的对比进行了验证,进而基于所提出沉降分区辨识方法中定义的沉降进程时间节点参数对所模拟的磁流变液样品进行寿命预测。（3）使用自制流变仪对磁流变液进行了大剪切率范围（0-22,000 1/s）的流变特性表征并进行了基于Mason数的归一化流变特性表征。针对现阶段磁流变液流变特性表征中剪切率范围与实际工况不一致的问题,该文通过基于Searle型磁流变旋转阻尼器的自制流变测试装置实现了对磁流变液大剪切率范围流变特性表征。通过对比商用型流变仪对相同样品的检测结果（剪切率范围为1-1000 1/s）验证了利用该自制装置进行磁流变液流变特性表征的可行性,进而通过实验证实了自制高粘度线性聚硅氧烷（High Viscosity Linear Polysiloxane,HVLP）磁流变液在大剪切率范围的高剪切稀化效应。提出了一种基于转速的变参数滑动滤波方法,实现了对高剪切率装置输出扭矩信号中变频率变幅值振荡噪声的有效滤除,通过该滤波方法得到高信噪比的扭矩曲线,从而实现了由单次测试得到磁流变液大剪切率范围的表观粘度曲线。最后基于Mason数进行了不同磁流变液的归一化流变特性表征,其不同电流下的表观粘度曲线折叠收缩至一条流变主曲线。基于此特性,该方法能够通过有限的实验测试实现磁流变液的流变特性准确表征,同时该特性有助于发现测试曲线中的异常数据。（4）研究了磁流变阻尼器的磁场形成时间,提出了通过抑制磁路中电涡流强度从而改善磁流变阻尼器动态响应特性的若干方案并通过有限元仿真的方法进行了验证。该研究以Searle型磁流变旋转阻尼器为研究对象,通过分析和实验确定磁场形成时间是影响阻尼器器件响应时间的主导因素。基于磁扩散理论分析了阶跃激励下导体内部磁场的动态形成过程,并导出了平板形及圆柱形导体的磁场阶跃响应时间常数,从而提出了通过抑制磁路中电涡流强度以缩短磁场形成时间的若干优化方案。通过有限元仿真方法对各优化方案在恒定频率的正弦激励以及相同幅值的阶跃激励下的电涡流分布及涡流量进行了对比研究,证实了所提出的材料选择及结构优化方案均能有效抑制磁路中电涡流的强度,最后对所提出的优化方案进行了包括上升沿和下降沿激励的瞬态电磁场对比仿真,量化评估了不同方案对器件动态响应特性的改善效果。（5）针对冲击缓冲的应用背景,采用基于硬件在环系统的对比实验方式,使用恒量载荷控制策略验证了具有高初始粘度和剪切稀化效应的磁流变液适合用于冲击缓冲控制,并通过与相同颗粒体积分数商用磁流变液的实验结果进行对比,证明了使用该自制HVLP磁流变液的阻尼器在低剪切率下具有更强的耗能能力同时在高剪切率下具有更好的可控性能。