针对松耦合变压器耦合系数较低和漏感的问题,对非接触电能传输装置的结构特性和补偿方式进行深入研究。借助Maxwell软件对松耦合变压器的磁场进行仿真分析,求解磁场的分布情况和不同气隙下对应的自感互感参数,并结合等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了四种补偿方式电容参数的计算过程。最后,通过理论计算和Multism仿真分析,研究不同补偿方式和多种因素对系统传输功率的影响。不同因素对传输功率影响的分析结果,可以为实际工程设计提供参考,具有重要的意义。

由于工程陶瓷材料优异的力学性能和物理特性,导致其加工难,加工效率低等特点;基于一维纵向超声振动的基础上加入扭向振动,复合的振动模态同时施加在加工刀具上,因而改变了刀具加工时的运动轨迹,致使其对工件的去除机理产生变化;基于材料断裂力学等理论,建立侧面磨粒的磨削力模型,并进行普通磨削加工和纵扭超声磨削加工氧化锆陶瓷表面的测力实验进行验证,实验结果表明纵扭超声加工的磨削力相比普通磨削加工的磨削力,显著减少且变化规律大致相同。

超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波。超声技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术,通过超声波产生、传播及接收的物理过程实现的。介绍了超声技术的特点以及在电子专用设备领域的应用。

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。

近年来，超声加工方法已经越来越多地应用于脆硬材料的加工，超声声学系统是功率超声设备的核心和关键所在，其设计的好坏直接影响到其应用的效果。在分析超声声学系统工作原理的基础上，给出了该声学系统的具体设计方案，并且专门针对硅镜超声加工声学系统进行了设计及实验。实验结果表明，所设计的声学系统性能比较稳定，换能器发热较少，效率较高。

旋转超声加工是加工硬脆材料的一种较好方法。为实现长时间连续稳定工作，必须使用厚电极的超声换能器振子。目前，对厚电极换能器振子的研究较少，使用时一般使用近似计算与实验调整相结合的方法。为了较精确地设计厚电极超声换能器振子，类比薄电极换能器振子的研究方法，推导了单个厚电极节面在能器振子中间时的频率方程，并使用模态实验分析和有限元仿真相结合的方法进行了验证，结果表明：在给定的电极厚度范围内，换能器振子的谐振频率误差小于5％，完全满足工程应用的需要。

为研究超声复合磨料振动抛光方法对工件表面材料去除量与工件表面粗糙度的影响,分析了超声复合磨料振动抛光方法;并利用ANSYS Workbench软件分别分析了超声振动条件下和超声复合磨料振动条件下工件表面结构与应力变化情况,同时在超声复合磨料振动条件下通过实验验证超声复合磨料振动抛光技术对工件表面材料去除量与工件表面粗糙度的影响程度。结果表明:超声复合磨料振动条件下工件表面位移小于超声振动条件下的工件表面位移,超声复合磨料振动条件下工件表面应力大于超声振动条件下的工件表面应力;在超声复合磨料振动条件下,影响工件表面粗糙度最显著的因素是磨料质量分数,影响工件表面材料去除量最显著的因素是抛光时间,且磨料质量分数为30%、抛光时间为4 h时,抛光效果最佳。

外加超声电源激励产生的复合振动输出模态作用于加工刀具上,从而改变实际超声加工过程中刀具相对于工件之间的运动状态,出现不同于传统磨削加工的运动特性,由运动合成原理,在分析纵扭复合振动作用下刀具切削运动轨迹特征及由此产生的加工特性下对普通磨削加工和复合振动超声加工进行磨削工程氧化锆陶瓷材料表面试验,提出了超声加工运动形式的不同所体现出的工艺优势,理论与试验结果表明超声振动下独特的运动形式体现出的加工特性会促进切屑排除,使得刀痕沟槽均匀,改善加工表面质量,突出超声加工工艺方法应用于精密及超精密加工的重要意义。

针对超声辅助磨削碳纤维复合材料不仅可以保证砂轮的自锐性,而且可以抑制碳纤维复合材料缺陷的产生。研究适应超声速推进器中异形、深腔燃烧室构件的超声加工系统;基于一维振动理论和薄板振动理论,分别建立了多段式变幅杆和异形砂轮的频率方程,并在此基础上应用MATLAB 7.1软件进行数值计算获得了带有异形砂轮的多段式变幅杆;之后,对设计出超声振动系统分别进行有限元分析和固有频率测试,结果表明二者相对设计频率的误差在1.4%以内。通过对研制的超声加工系统对碳纤维复合材料构件进行切削试验,获得了较好的加工效果。

结合近年来国内外超声加工技术的发展状况,综述了超声加工装置的研究进展和超声加工技术在微细超声加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料加工、超声振动切削、超声复合加工、旋转超声加工等方面的最新应用成果,并综合与归纳了超声加工技术的发展趋势及研究方向。