设计一种垂直型的双纵向超声波椭圆振动切削装置,通过特制的柔性金属机构连接两组纵向复合式换能器。运用解析法确定了换能器和变幅杆的结构尺寸。在此设计基础上,利有限元分析方法对双纵向超声波椭圆振动系统做了模态分析和谐响应分析,得到了能满足振型、节点位置、频率要求的系统模型。谐响应分析结果表明(1)该系统能够合成超声波椭圆轨迹;(2)刀具输出与换能器输入的两相振动相位差非常接近;(3)通过调节激励信号的相位差可以改变超声波椭圆轨迹的形状。

介绍了超声波振动器的工作原理,导出了超声波换能器、变幅杆的声弹性方程;提出了超声波振动器的能量模型,讨论了超声波振动棒的力学模型.

针对压电式超声振动系统中换能器和变幅杆的设计公式及步骤复杂的问题,提出利用软件的二次开发,在UG软件平台上研究振动系统的三维造型的方法。开发结果表明该方法可以很好的解决压电超声换能器和变幅杆在设计过程中存在的问题,简化了设计过程,缩短了新产品的开发周期。

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.

超声变幅杆在超声加工中的应用日益广泛。结合超声变幅杆理论，采用ANSYS10．0对变幅杆进行了模态分析和参数修正，在此基础土，设计并加工了一个应用于超声显微切割系统中的、谐振频率为60kHz的半波长圆锥形变幅杆，并进行了相关实验。实验结果表明，利用ANSYS软件辅助设计方法得到的超声变幅杆，其谐振频率与模态分析值非常接近，为超声变幅杆的设计、校核和优化提供了一种新途径。

分析了现行偏心轮振捣器存在的问题上，提出了用超声波作为振力源的超声振捣器，介绍了超声发生器、为幅杆的原理与性能，讨论了超声振捣器的应用前景。

发电设备是电力工业建设的关键设备,它对整个国民经济持续、健康、高速发展起着重要作用.传统加工方法很难加工设备中的陶瓷材料,而超声波加工已被证明是加工陶瓷材料的有效方法.影响超声波加工效率的重要部件就是变幅杆,它在振动系统中主要起到放大与聚能的作用,所以也被称作超声波变速杆或超声波聚能器.在加工中为了获得较大的振幅,我们必须使变幅杆的固有频率和外激振动频率相等,使之处于共振状态.本文对变幅杆从理论上进行了设计计算,为今后进行有限元分析奠定了基础.

主要对磁致伸缩换能器的圆锥形变幅杆进行力学分析和讨论，以磁致伸缩换能器变幅杆设计理论为基础，设计并计算了圆锥形变幅杆谐振条件要求的尺寸参数关系，不同尺寸情况下的振幅放大系数、振速分布函数、应力分布函数及节面位置等，并导出了圆锥形变幅杆的频率方程，为实际开发超磁致伸缩换能器产品提供了设计依据。

变幅杆是超声波加工中的一个重要部件。在采用四端网络设计的复合多阶变幅杆的基础上，采用ANSYS对其进行有限元分析，验证其设计的准确性，对所设计的变幅杆进行优化，确定。了变幅杆的最终结构。得出谐振频率和放大系数，使变幅杆更符合实际要求。

为了减少纵扭超声加工过程中能量的损失,文中从纵扭超声振动中纵向振动与扭转振动中的同一变幅杆中同频共振条件出发,基于ANSYS有限元模态分析、谐响应分析模块,利用ANSYS优化设计方法对变幅杆结构与尺寸进行优化,设计出在同一变幅杆中纵向振动与扭转振动有共同位移节点,同时变幅杆满足许用应力且具较大振幅放大倍数。通过ANSYS仿真验证在共同节点处可对纵扭超声变幅杆进行固定。