作为一种非接触加工方法,超声振动辅助激光加工（UVALP）利用透镜聚焦能量产生瞬时高温同时配合超声高频振动进行材料蚀除。UVALP过程中,被加工材料受热会发生熔化或汽化。然而,激光烧蚀材料发生在极小的空间和极短的时间里,通过实验手段直接进行材料蚀除过程的研究难度大,以至于目前对UVALP材料蚀除过程中的热、流问题仍没有统一认识。近年来,快速发展的计算机仿真技术为该问题的突破提供了一个很好的思路和途径。基于以上分析,本文利用COMSOL有限元软件的多物理场耦合方法对UVALP材料蚀除过程及相关理论进行了研究。在综合考虑材料传热、相变、流体流动、界面运动等物理问题的基础上,建立了超声激光烧蚀过程中材料蚀除热-流耦合模型。从热-流耦合的角度探索UVALP过程中材料蚀除机制及其相关物理现象,实现了UVALP过程中烧蚀凹坑形貌演变的可视化。通过单脉冲以及连续脉冲实验对仿真结果进行了验证。激光烧蚀实验结果显示,仿真得到的凹坑与实验产生的凹坑在形貌和尺寸方面具有较好的一致性,验证了所提岀模型的正确性以及热-流耦合机制在解释UVALP中材料蚀除过程方面的可行性。建立了超声振动辅助连续脉冲激光烧蚀计算模型,采用仿真与实验相结合的方法,对凹坑叠加以及加工表面形貌特点和变化规律进行了分析,同时对连续脉冲激光烧蚀过程中温度场分布进行了详细研究。实验结果表明,所建立的超声振动辅助连续脉冲激光烧蚀模型对加工零件表面形貌起到较好的预测效果。本文研究工作对优化UVALP过程起到了一定的理论支持,同时对丰富UVALP基础理论也具有积极的意义。