本文针对气动高速开关阀用电磁铁的特殊要求，讨论了提高该类电磁铁开关特性的技术途径及设计方法，建立了具有饱和特性的电磁铁的磁路网络模型，对不同参数的电磁铁进行了仿真和实验研究，实验表明该模型具有较高的精度。

磁路环境是制约磁流变液装置正常工作的最主要因素,良好的磁路环境使磁流变液测功机具有更佳的经济性和实用性。以新型磁流变液测功机为研究对象,利用Ansoft Maxwell软件对其进行磁场仿真,研究隔磁环和导磁材料对磁流变液测功机磁场性能的影响。通过搭建磁流变液加载磁场试验台架,对3种不同体积百分比的磁流变液样品进行磁场加载试验,相同电流下仿真结果与试验结果平均误差为8.9%,证明仿真方法的可行性。研究表明,体积分数对磁流变液工作间隙处的磁感应强度影响极其微小;磁流变液测功机工作间隙内磁感线分布较为均匀,磁感应强度在120~162 mT范围内,且不同影响因素对磁流变液测功机工作间隙内的磁感应强度有不同程度的影响。

提出一种由形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)驱动通过改变磁流变液的工作面积来改变传递转矩的传动方法;介绍了其工作原理,分析了变面积的过程;基于磁路理论,进行传动装置的磁路计算;应用ANSYS软件进行了磁路建模和有限元仿真,得到不同面积比下的磁感应强度分布云图;最后对比分析了不同面积比下传递转矩的能力。结果表明:随着磁流变液的面积比增大,传递的转矩先增大后减小,传动能力得到提升。

为了满足深海气体原位检测器的安全可靠性要求,设计了采用锥面密封的深海电磁单向阀。在磁路分析法的基础上建立了电磁阀的数学模型,由MATLAB中的Simulink软件直接进行仿真研究和分析。研究结果表明所设计的深海电磁单向阀,响应速度快,完全满足设计要求,验证了设计的可靠性和可行性。

基于商用有限元分析软件，探讨单级和双级磁流变阻尼器的磁场特性。研究同样参数条件下双级磁路与单级磁路对磁流变阻尼器性能的影响，对比了不同结构参数、不同条件下的单级、双级磁流变阻尼器磁场分布的不同，从而系统研究了影响磁流变阻尼器磁场性能的各种结构参数及其贡献。可以用于指导磁流变阻尼器的设计。

针对剪切阀式磁流变减震器，设计出了不同的磁路结构，其中磁路分级和电流方向是影响减震器磁场利用率、阻尼出力和调节范围的重要因素。为了得到这两个因素对减震器的综合影响结果，设计了几种不同的剪切阀式磁流变减震器模型，对其进行了磁路分析，比较了以上两个因素对磁场利用率的影响，并通过ANSYS软件仿真，验证了理论分析结论，得到了在相同加栽电流和尺寸条件下基于磁场利用率的最优结构。通过进一步建模分析，得到了基于不同阻尼出力和结构尺寸综合指标下的最优磁路方案。