复合材料以其良好的性能在航空﹑船舶等领域得到广泛的应用,如蜂窝复合材料和碳纤维复合材料等。复合材料与普通材料相比,不仅仅是其材料本身的属性特殊,更重要的是其复合而成的结构复杂性,正是由于以上两点导致了复合材料的难加工性。传统加工复合材料采用的是高速铣削的方式,这种方式确实能高效地对复合材料进行加工,但加工过程中产生大量对人体有害的粉尘,同时加工之后的复合材料本身的表面质量并不是十分的理想。针对复合材料加工中出现的问题,有学者提出采用超声加工的方式来改进以上出现的问题。本文所研究的超声切割加工是针对复合材料粗加工所提出的,但现有关于超声切割的研究尚不成熟,尤其是在稳定性方面,在受到负载的情况下,超声切割系统容易出现停振﹑发热等现象。本文以超声切割声学系统为研究对象,针对受负载影响之后的声学系统稳定性进行研究。主要的研究内容及成果如下:(1)目前针对超声切割声学系统的设计都是将声学系统分散成压电换能器﹑变幅杆等单元单独设计,即使是现有针对负载的分析也只是对变幅杆而言,但负载实际的作用对象却是整个系统。本文利用四端网络法将压电换能器﹑变幅杆和负载三者统一,建立超声切割声学系统的整体理论模型,并得出负载—阻抗,负载—电流—振幅等相关表达式,利用MATLAB将负载对声学系统的参数影响图像化,为后面针对具体的负载分析奠定了理论基础。(2)针对刀具负载在设计中无法进行参数化分析的问题,利用ANSYS软件将刀具与系统模型化,将增加刀具负载之后的声学系统与空载时的声学系统进行对比,仿真结果表明刀具的质量越大,声学系统的纵振阶谐振频率就会越小。同时,在同等输入振幅的情况下,刀具质量越重,输出端振幅就越小。利用阻抗分析仪和激光位移传感器对声学系统的阻抗特性及输出位移进行检测,实验结果表明,增加刀具负载之后声学系统谐振频率减小,谐振时阻抗值变大,系统的能量转换效率变低。实验的结果为后期设计刀具提供有力的参考。(3)针对受到超声切割力负载之后系统出现停振,杂声等现象,本文首先对超声切割力模型进行分析,将超声切割力沿声学系统坐标系分解,分别对三个方向的运动和分力进行分析。利用数显式推拉力计对声学系统施加三个方向的力,再对整个声学系统的性能进行检测。之后,在搭建的超声切割平台上对声学系统在实际切割时的声学性能进行检测。实验得出了受力与谐振频率偏移量,振幅,阻抗值等之间的关系,为实际加工的工艺提供理论指导。