磁流变弹性体(Magnetorheological Elastomers,MREs)是将微米或纳米量级的铁磁颗粒分散到高分子聚合物中形成的一类智能复合材料,材料的模量、刚度、阻尼等物理性质能够随着外磁场的变化而快速可逆的变化,这种独特的性质使其在传感器、振动控制、生物医药、智能器件等方面有着广泛的应用。根据内部微结构的不同,磁流变弹性体可以分为两大类:一类为各向同性磁流变弹性体,铁磁颗粒在基体中随机分布;另一类为各向异性磁流变弹性体,由于固化时材料置于一定大小的磁场中,成型后基体内部的铁磁颗粒排列成链状。磁流变弹性体作为一种智能复合材料,其特性与传统的材料有着很大的不同。目前,对磁流变弹性体力磁耦合性能的研究还不完全成熟。一方面实验测试手段还比较少,方法较为单一;另一方面,理论上的研究还不够深入,理论模型的适用范围有很大的局限性。针对这两个方面,本文通过实验、理论分析和数值模拟的方法对磁流变弹性体的力学性质进行了研究,主要的工作分为以下三个方面:搭建了磁流变弹性体的测试平台,制备了磁流变弹性体材料并测试了材料的压缩和剪切的力学性能。以传统的MTS试验机为基础,加入磁场发生模块,搭建了力磁耦合测试平台。该平台能够实现磁场从11OmT到800mT之间的连续变化,能够测试磁流变弹性体在准静态和低应变率条件下的压缩性能。制备了各向同性和各向异性的硅橡胶基磁流变弹性体,在学习前人制备经验的基础上,改进优化了制备方法,提高了材料的制备效率。测试了磁流变弹性体的压缩性能,从微观角度解释了材料的宏观力学性能。测试了磁流变弹性体的剪切性能,分析了铁磁颗粒含量对材料的剪切强度和最大剪应变的影响。从磁流变弹性体的微观结构出发,充分考虑材料内部铁磁颗粒之间、链结构之间的相互作用,运用最小势能原理,建立了各向异性磁流变弹性体的本构模型。模型充分考虑了每条链结构中所有铁磁颗粒的磁化特性和相互作用以及链结构之间的相互影响。首先,分析了铁磁颗粒的磁化过程,通过理论分析,计算出耦合磁场的大小。然后,分别推导出铁磁颗粒的相互作用能和基体的弹性势能表达式,运用最小势能原理建立了力-磁耦合本构方程。最后,利用建立的本构模型详细分析了不同磁场下MREs的磁致应力变化规律,通过与相关实验结果的对比,验证了本构模型的准确性。通过理论分析发现,在不同磁场下,磁流变弹性体的磁致应力变化规律有所不同。同一条链中铁磁颗粒间的相互作用与链结构之间的相互作用都能影响磁流变弹性体的力学性能,不同的是,前者在小变形条件下影响明显,在变形较大时后者的影响才明显表现出来。运用细观建模方法,建立了更加接近材料真实结构的有限元模型,实现了磁流变弹性体的力磁耦合计算。根据对材料的细观统计参数,建立了各向同性和各向异性磁流变弹性体的有限元模型。与前人的工作相比,该模型更加接近材料的真实微观结构。通过对基体内铁磁颗粒之间磁相互作用的分析,将每个计算步中的磁相互作用力转化为时间和位置相关的变量,借助于MATLAB和COMSOL Multiphysics平台,并通过二次开发程序实现了在整个过程中力与磁的耦合计算。通过计算,分析了不同铁磁颗粒含量的磁流变弹性体在不同磁场下的拉伸和剪切力学性能。结果表明,磁流变弹性体内部的微结构是影响材料力学性能的主要因素。