机械设备零部件的摩擦磨损状态会直接影响系统的运行状况。为保证正常运作,系统需要根据不同环境下摩擦学行为的变化做出相应调整。磁场作用下,金属材料摩擦副表面会加速氧化,材料自身会发生磁致伸缩、表面显微硬度增加、塑性增大、内应力下降等多种物理性质的变化,对其摩擦学性能产生影响。磁场作用下摩擦学行为的研究无论是对提高强磁场工况下机械系统工作效率,还是精密仪器在弱磁场作用下保证正常运作均有着重要意义。此外,为适应环保理念,减少污染,简化轴承润滑系统,越来越多船舶开始使用水润滑艉轴管轴承,研究水润滑艉轴管轴承的摩擦学行为对优化船舶动力系统设计、提高船舶运行效率和改善船舶启动时剧烈震动的问题有着重要意义。本文基于多功能摩擦磨损试验机/微摩擦试验机(UMT-3),分别在磁场环境下对涂覆防氧化膜的金属材料摩擦副、水润滑条件下高分子材料摩擦副进行了系统的摩擦学试验,探明了磁场作用对材料摩擦学行为的影响和机理,以及水润滑条件下船舶艉轴管轴承材料的摩擦学行为。作为磁场摩擦学应用的延伸,针对动力吸振器,采用拓频控制方法,对磁流变弹性体吸振器的拓频控制与优化进行了仿真模拟研究。具体工作内容如下:首先,为防止金属材料在摩擦过程中氧化,设计并制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/磁性薄膜双膜系。在外磁场作用下,研究了外加载荷和磁场强度对往复滑动聚甲基丙烯酸甲酯/磁性薄膜双膜系摩擦性能的影响,理论分析了磁场作用下磁场诱发的磁性力与摩擦副物理性质变化对摩擦力和摩擦系数的影响,为磁性薄膜的界面介质设计与控制提供了依据。其次,制备了三种船舶水润滑艉轴管轴承材料UHMWPE、Thordon和Ferofrom的销针,ZCu Sn10Zn2销盘。对水润滑、低速重载下,摩擦副相对滑动速度、载荷对其粘滑现象的影响开展了研究,通过检测材料亲疏水性、自润滑特性和试验后试样磨损界面的表面形貌等理论分析,揭示了不同材料、相对滑动速度、载荷对粘滑现象强弱的影响和机理,为船舶艉轴管轴承设计、材料选取提供了依据。最后,作为磁场摩擦学应用的延伸研究工作,设计优化了双自由度主系统含阻尼的磁流变弹性体吸振器数学模型,通过磁场强度的改变可实现吸振的目的。基于Matlab Simulink模块,为实际应用构造了时域、频域模型,模拟分析了吸振器的工作原理和拓频设计,为磁流变弹性体的半主动吸振器的应用提供了设计依据。