空化腐蚀是影响超声聚能器工作效率和使用寿命的重要因素,研究超声聚能器的空化腐蚀具有重要意义。分析了超声聚能器材质、辐射面粗糙度、材料的微观组织结构和力学性能对其抗空化腐蚀的影响,探讨了抑制空化腐蚀的相关措施。

为适应微创手术的要求,设计了频率为55.5 kHz的细长结构超声手术刀。采用有限元方法对其进行模态分析和谐振分析,获取振幅大小、应力分布等参数。通过对手术刀刀身结构进行二次优化,使所设计的手术刀在50~60 kHz频段内以纵振模式为主,刀头和刀身应力分布均匀,最大应力由577 MPa降到375 MPa,远小于医用钛合金材质的超声手术刀的最大抗拉强度。为验证有限元分析结果,分别试制结构优化前后的手术刀模型并进行实验。结果表明：结构优化之后的手术刀工作时,应力分布均匀,径向无明显扰度,轴向输出振幅可以满足生物组织切割的要求。