摘要：为定性地分析一种超声切割刀的结构因素对其纵振模态的影响规律,并优化其结构设计,首先建立了超声切割刀的动力学模型,由其得到结构的一阶纵振模态解析解,据解析解计算的振动频率结果（52.5kHz）与ANSYS计算结果（52.3kHz）以及实验结果（53.5kHz）相吻合;然后建立了该超声切割刀结构优化设计的数学模型;最后根据该模型,设计了一套结构优化程序,并借助MATLAB的GUIDE工具完成了人机交互优化界面的开发。优化后的切割刀节面位置与夹持件中心位置偏差约为1μm,切割刀刀头处的振幅提高约27%。

关键词：超声切割刀 兰杰文振子 动力学模型 优化设计 

单位：南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室; 南京210016