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针对超声变幅杆的研究现状，基于一维纵向振动理论，提出了一种设计变幅杆的新方法。通过推导正弦形变幅杆的频率方程和放大倍数的计算公式，发现在变幅杆面积系数选定的前提下，改变正弦形母线的初相，可以得到形状以及放大倍数不同的变幅杆。在此基础上设计了一种小端带有圆柱杆的正弦形复合变幅杆。理论推导与ANSYS动力学分析表明，选择合适的正弦段母线初相与长度，能够获得放大倍数与形状因数优于阶梯形的复合变幅杆。