稀土超磁致伸缩材料（如:Terfenol-D）,是近几十年发展起来的新型功能材料。其材料特性上拥有能量密度大、磁致伸缩应变大、磁机耦合系数高和响应速度快等优势,因此在水声声纳、海洋探测、精密加工、无伤探测、微位移驱动和机器人等行业都有着广阔的应用前景。当前已有很多研究人员将超磁致伸缩材料使用在换能器中,而且应用频率越来越高,本文对超磁致伸缩材料的高频特性和高频磁致伸缩换能器的磁路进行了研究,为高频磁致伸缩换能器的应用提供理论依据。本文首先介绍了超磁致伸缩材料的发展进程和应用现状,并阐述了国内外换能器和磁路优化的研究现状以及待解决的问题,在此基础上引出本课题的选题意义和主要研究内容。其次,系统的分析了磁致伸缩机理,以及超磁致伸缩材料的高频特性和高频磁致伸缩换能器的工作原理,给出了高频磁致伸缩换能器的磁路构造,并且提出设计磁路结构的方法,包含励磁线圈的设计、超磁致伸缩棒的设计、磁路磁场数值的求解和抑制漏磁的方法。继而,基于有限元分析方法和COMSOL Multiphysics多物理场计算软件,先对超磁致伸缩棒进行三维建模仿真,对典型的两种超磁致伸缩棒的切割处理方法进行了对比,仿真结果表明平行切割法比中心切割法能够更有效的抑制超磁致伸缩棒在高频下的磁损耗,证明了该切割方法的优越性。接着对换能器整体磁路进行了三维建模仿真,研究了上下导磁体在不同的半径、厚度、相对磁导率和励磁线圈轴向长度等参数对磁路的磁场均值和磁场均匀率的影响,然后对磁路进行了振动模态分析。最后按优化后的磁路结构制作了高频磁致伸缩换能器的实验样机,搭建了换能器实验测试系统,并进行了高频磁致伸缩换能器在不同电流幅值和频率下的振动加速度测试与分析,实验测试数据表明了高频磁致伸缩换能器样机的实际谐振频率值与理论计算值的一致性。