题目：磁敏弹性体冲击吸能机理实验及仿真研究

汽车在各种凹凸不平的复杂路面上行驶时，相邻零部件间难免发生不同程度的冲击，应用智能缓冲材料，可通过对刚度和阻尼的调节，实现冲击能量耗散过程的自适应控制。本文以降低冲击响应峰值、增加冲击耗能能量为目标，以嵌入铁磁颗粒的橡胶——磁敏弹性体（MSR）为研究对象，从实验、理论及仿真三个方面研究其冲击耗能机理及磁场响应特性。

第一部分为MSR的冲击实验研究。为避免锤头受磁场吸引，改进了课题组已有的MSR冲击实验台，制备了不同基体和颗粒体积百分比的样件；分别对其进行了冲击实验，得到不同组分材料及磁场强度对冲击响应加速度峰值和耗能量的影响规律，并且推导出这些因素对等效刚度和阻尼特性的影响规律。

第二部分为MSR刚度和阻尼特性的理论分析。首先，基于几点假设及实验结果观察，推导了MSR随压缩量按指数规律变化的非线性刚度和阻尼的数学模型；然后应用Matlab软件编制的程序进行了参数识别；根据实验结果，确定了模型中的待定系数，得到不同组分样件在不同磁场环境下的非线性刚度和阻尼特性曲线，并进一步分析出材料及磁场参数对其能量耗散性能的影响。

第三部分为MSR受冲击过程的数值模拟。使用显式有限元分析软件Ls-dyna进行了冲击实验过程的仿真；通过和实验结果对比，总结了MSR的冲击仿真方法：揭示了MSR耗能机理及其受材料参数和磁场环境的影响规律。

三种研究方法表明：MSR在冲击载荷的第一次作用下会耗散掉65%左右的能量，其耗能机理为基体材料的粘弹特性及内部不同组分材料间的摩擦。影响规律为：基体材料的特性很大程度上决定了MSR的性能，但颗粒体积百分比的提高也会增加耗能量；耗能量会随着磁场强度增加，但磁饱和后不再增加。