提出了一种长环形直线驻波超声电机振子,并对该超声电机振子进行了研究。利用有限元分析软件对振子的工作模态进行了分析,阐述了振子的工作原理。对支撑结构、影响振子振动模态固有频率的主要结构参数,进行了数值分析,确定了振子的结构形式。振子与支撑结构采用柔性铰链连接,利用第18阶正交的两个面内弯曲模态工作,实现了电机振子双接触面驱动、正反两个方向运动。证明了该类振子利用面内弯曲振动模态可以实现双面驱动、正反双向直线运动。为环型驻波直线超声电机的设计提供了理论参考。

提出一种沿长度方向突变的变截面直梁压电振子结构,该振子能保证输送工作台面上各质点振幅均匀一致。由于振子具有结构对称性,可在空间上实现两个互相垂直的同阶弯曲模态（近似同频）,这两个模态的叠加使工作面上各质点做可更改运动参数的椭圆运动。应用悬臂梁结构研制了一个毫牛量级的微力测试装置,完成输送振子微小摩擦驱动力的测试。对微摩擦驱动力的主要影响因素进行了实验分析。实验结果表明,工作面质点椭圆运动轨迹的长轴在水平面上比在铅垂面上时更有利于物料的超声振动输送。振子振幅增大时,振子对试件的摩擦驱动力也相应增大;当振子两个方向振动的速度相位差从0°~90°增大时,摩擦驱动力呈增大趋势。

针对超声物料输送中的轻微动态周期接触过程，采用电接触法与激光测振法相结合的测试技术测定超声微幅振动环境下振子与物料试件之间的间歇接触状态。考察了轮廓接触面积及接触界面法向接触刚度对动态接触过程的影响，最后讨论了振子振动特性对动态接触过程的影响。实验结果表明：接触界面上微凸体的纵向刚度差异是决定高频振子与试件接触与脱离的关键因素。

在声波透射与折射基本理论的基础上,设计制作了匹配层压电换能器结构的兆声抛光振子,提高了兆赫频超声抛光工具的声能量辐射效率。此外,通过对兆声压电振子的振动模式进行控制,消除了高频圆片型压电振子本身存在的强烈的耦合振动效应。在制作完成兆声抛光振子的基础上,对抛光振子工作端的振动振幅进行了测试,在横向尺度上满足了兆声抛光工具头振动振幅均匀化的求。实现了一种用于硅片化学机械抛光的兆声抛光振子。为大尺寸硅片的化学机械抛光工艺提供了可借鉴的附加技术手段。

针对现有振动试验台无法进行单独的振幅、激振频率的精准调节问题,研制了一种小型的医学用振动试验平台。介绍了该试验台的结构及设计难点,提出了解决方案通过改变执行机构的原动件运动学尺寸调整振幅,通过对电机变频调速调整频率。介绍了关键零部件的定位、固定原理。基于继电器控制设计了试验台的电气控制系统,并给出了电气系统结构图。对样机的应用证明该试验台可针对所需的细胞振动试验对振幅和激振频率做出精准的调节,且结构简单、操作简明,能进行间歇试验的自动操作,且成本低廉。

针对物料输送精确定量给料以及振子输送幅值受行波衰减干扰问题，提出了一种在长度方向与宽度方向输送不受限制，输送面振幅均匀的新型郎之万式压电输送振子。利用ANSYS对输送振子的力学性能进行了分析。实验测试表明：压电振子输送面质点纵向振动幅值分布均匀；振子在激振源作用下激发出一阶纵向振动模态时产生横向弯曲振动变形很小。