先进陶瓷材料被广泛的用于新一代空对地光学信息收集系统中,应用这种材料的光学系统具有良好的热稳定性和高的刚度/重量比。碳化硅陶瓷是一种具有竞争力的硬脆性材料,因为其具有化学惰性和耐腐蚀性的优点,使其成为建立空间反射镜的理想陶瓷材料之一。然而,由于碳化硅材料的高脆性和低断裂韧性,使得针对于碳化硅材料的加工具有挑战性。在用于加工碳化硅陶瓷的精密加工工艺中,抛光可以用作实现目标工件表面完整性必不可少的步骤。本论文提出了一种新颖的非谐振型振动辅助辊式抛光方法,通过采用非谐振振动辅助加工技术和线性接触材料去除机理来提高被加工硬脆性材料的表面均匀性。论文主要研究内容包括:(1)进行了非谐振振动辅助辊式抛光系统的计算机辅助装配设计。基于柔度矩阵法,建立了静态参数分析模型去计算二维振动辅助加工装置的柔度和放大比。此外,通过基于能量平衡的拉格朗日方程来确定二维振动辅助加工装置的固有频率。为了防止二维振动辅助加工装置在加工和应用过程中发生材料失效,分别计算了设计装置可承受的最大旋转和拉伸应力。(2)使用灰狼优化算法对二维振动辅助加工装置的尺寸进行了优化,旨在最大化固有频率。基于有限元分析方法,确定了所设计的二维振动辅助加工装置的动态和静态特性。同时,分别进行开环和闭环测试实验以确定二维振动辅助加工装置的加工特性。在非谐振振动辅助辊式抛光实验中标记了二维振动辅助加工装置在不同频率比下的加工路径。(3)利用ABAQUS有限元模拟软件建立了抛光深度对被加工碳化硅材料表面变形的影响。为了研究非谐振振动辅助加工参数对表面粗糙度和均匀性的影响,设计并进行了一系列对比实验。此外,通过扫描电镜分别测量了原始碳化硅工件和抛光后碳化硅工件的表面形貌。进行了关于常规辊式抛光和非谐振型振动辅助辊式抛光方法的材料去除率对比实验。(4)考虑到磨粒与工件之间的动力学关系,建立了可用于计算关于磨粒旋转角度的亚表面损伤深度以及对应于不同加工深度下有效磨粒旋转角度范围的理论模型。进行了一系列对比实验,研究和讨论抛光中横向裂纹的扩展和中位裂纹的倾斜程度。此外,论文还验证了关于亚表面损伤深度的理论值和预测值的一致性。