超声振动作为辅助手段可有效减轻磨料水射流加工过程中的水垫效应、返流现象等,从而增强其加工能力,提高加工效率。然而,超声辅助磨料水射流的流动规律尤其形性特征尚不清晰,其流动动力学特性对射流冲蚀能力影响机制尚不明确。本文采用数值模拟和实验检测等手段研究超声辅助磨料水射流的形性特性,着重探究射流速度时均波动、尺度波动、冲蚀动态响应等特性,以此为基础开展冲蚀实验,研究工艺参数对冲蚀深度的影响规律并进行优化。主要研究内容如下:（1）数值模拟了超声振动作用下磨料水射流在喷嘴外的速度波动情况。利用ANSYS FLUENT模块模拟超声振动作用下磨料水射流在喷嘴外速度分布情况,分析振幅对射流轴线上速度时均波动的影响规律。结果表明:波动峰值速度发生在射流轴线的固定位置,随着时间推移射流高速段不断沿着射流前进方向下移;随着振幅的不断增大,峰值速度及速度波动范围逐渐增大。（2）实验研究了超声辅助磨料水射流在喷嘴外的尺度波动规律。利用高速摄像机获得磨料水射流以及超声辅助磨料水射流在喷嘴外的射流形态图像,分析超声振动对射流形态的影响规律以及射流压力、射流轴线距离、超声振幅对超声辅助磨料水射流尺度波动的影响规律。结果表明:射流压力限制射流尺度波动,射流轴线距离与超声振幅的增大会加速射流尺度波动。（3）实验研究了超声辅助磨料水射流冲蚀动态响应规律。基于声发射检测技术研究了超声辅助磨料水射流冲蚀动态响应情况,并分析射流压力、靶距以及超声振幅等参数对其冲蚀动态响应的影响规律。结果表明:声信号随射流压力的增大不断增强;随靶距与超声振幅的不断增大呈现先变强后变弱的趋势,即存在最佳靶距与最佳超声振幅;声信号频率分布于0～200 k Hz之间。（4）实验研究了超声辅助磨料水射流加工工艺参数对材料冲蚀深度的影响情况。基于GABP神经网络,建立了超声辅助磨料水射流加工羟基磷灰石（HAP）生物陶瓷材料冲蚀深度预测模型,并分析了射流压力、靶距、超声振幅等参数对超声辅助磨料水射流冲蚀深度的影响规律。结果表明:预测模型的均方误差为1.5343×10-7,预测误差和为8.749×10-4,比传统BP神经网络降低了98.077%,预测精度提高明显。此外,优化后的工艺参数组合为:射流压力为15 MPa,靶距为6.732 mm,振幅为16.311μm。