针对传统的分散技术存在着分散不均匀、效率低、成本高、分散系统不稳定等缺点，提出了循环式多级超声波分散的原理，在分析循环式多级超声波分散机结构和要求的基础上，研制了循环式多级超声波分散机，对压电换能器、变幅杆和分散工具头组成的声学系统进行了有限元分析。使用循环式多级超声波分散机进行了柴油掺水乳化、重油均质化等实验。结果表明，循环式多级超声波分散机结构合理、性能优良，达到了预定分散的效果。

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。

依据高能聚焦超声清洗原理,研究了高能聚焦超声清洗技术,并且对安装工具后的聚能器进行了有限元分析.试验表明,高能聚焦超声清洗是一种高效、洁净、可连续清洗的先进清洗方法.

超声变幅杆是功率超声振动系统中的重要组成部件.本文以一个实际应用为例通过解析法设计一个半波长圆锥形变幅杆,并用有限元软件ANSYS对变幅杆进行模态分析,确定变幅杆的固有频率.最后用有限元法对带工具的变幅杆进行修正设计,使变幅杆的某阶固有频率和系统工作频率相等,确保变幅杆在工作中能够可靠地纵向共振.

针对压电换能器传统装配中存在的扭矩不稳定和大批量装配时不能保证统一性与准确性的问题,分析了液压扭矩扳手结构特点及其关键设计,提出了压电换能器装配液压扭矩扳手的具体方案。研究结果表明,该方案实现了大批量压电换能器装配扭矩恒定的要求,也为大批量恒扭矩装配压电换能器奠定了基础。

针对压电换能器传统装配中存在的扭矩不稳定和大批量装配时不能保证统一性与准确性的问题，分析了液压扭矩扳手结构特点及其关键设计，提出了压电换能器装配液压扭矩扳手的具体方案。研究结果表明，该方案实现了大批量压电换能器装配扭矩恒定的要求，也为大批量恒扭矩装配压电换能器奠定了基础。