根据传统解析法、四端网络和有限元分析法综合设计了超声拉拔振动系统，利用有限元软件ANSYS对振动系统进行了模态分析和谐响应分析，得到了振动系统的振型、谐振频率和振幅放大系数。利用阻抗分析仪和工具显微镜对振动系统进行了测试。实验结果表明，理论设计、分析与实际情况符合良好，且此振动系统在超声拉拔实验中正常工作。

依据1/4波长对拉丝用超声波换能器进行设计.为方便换能器的固定和拉丝模具的安装,前后两端增加等截面部分.利用ANSYS软件对换能器进行振动模式、振动频率及变幅杆参数的综合协调.通过分析换能器的模态振动形式,最后确定设计尺寸.

为了更好的了解超声波在拉丝加工的作甩机理和塑性成形过程，以实际生产中常用的铜丝为例，建立了拉丝加工的三维有限元模型，首次利用ANSYS软件对常规拉丝和超声拉丝进行了有限元仿真研究，分得到了径向的变形曲线，拉拔应力，接触应力和摩擦应力的分布曲线。数据模拟结果表明，与常规拉丝相比，超声拉丝可以有效的减小拉拔力和摩擦力，改善产品的加工表面质量。

设计了一种超声拉丝用换能器,确定了压电换能器的相关参数,并采用有限元法进行压电换能器的振动模态分析,谐响应和瞬态分析,最后用阻抗分析仪和显微镜对换能器的特性做了实际的测量,研究结果表明:有限元法对设计和分析有很好的指导作用.这种超声拉丝换能器具有良好性能,对下一步的应用研究有重要意义。

基于变截面杆作一维纵向振动运动方程，在理论分析的基础上，根据四端网络传递方程和端面运动状态推导出了常用截面形状细杆在各种运动状态下边界条件和四端网络传递矩阵参数以及频率方程．研究了适用于超声焊接的压电换能器的设计方法．为说明设计方法，利用四端网络法对压电换能器和变幅杆进行了设计．利用阻抗分析仪测量和分析了超声换能系统的谐振特性，并进行了系统的振动测试．分析和测试结果验证了设计的正确性．