在航天领域,多余物对于运载火箭、导弹的发射会产生极大危害,甚至会引起发射失败,造成严重的经济损失,影响一个国家航天技术水平的发展,因此近年来在航天运载领域对多余物的重视程度越来越高。基于目前多余物的极大危害以及传统清理方式的不足,因此研制具备良好清理效果且能够自动清理的多余物清理系统具有十分重要的实际意义。本课题针对火箭贮箱内部环筋等复杂结构的多余物,提出微激振多余物清理方法,在作用机理、核心部件及安装方式均区别与传统的超声清洗方法。根据超声波传播特性,分析了超声波对于固体体积元的作用以及影响作用力大小的因素;基于超声机械振动作用,分析了其所引起的剪切效应以及多余物脱落的过程;分析声波传播方程,为声场分析提供理论基础;由微激振激励下多余物的仿真研究得激励源与箱体位移变化关系,指出后续超声微激振器频率、振幅设计的参数要求。设计适用于微激振多余物清理系统的超声微激振器;运用ANSYS Workbench优化模块设计工具头的形状尺寸;对超声换能器进行模态、谐响应仿真分析,结果表明换能器固有频率、振幅满足系统设计要求,并对其进行结构优化;利用Workbench和n Code疲劳模块进行了变幅杆仿真分析,考虑变幅杆的综合性能,确定系统采用阶梯形;对超声微激振器的仿真分析表明固有频率、振幅满足设计要求,并与换能器、变幅杆单独仿真结果相符;设计并进行了阻抗特性实验以及微激振器振幅测量试验,可得微激振器的加工装配符合设计要求。分析搭建了微激振多余物系统硬件设备,初步效果试验表明微激振系统具有良好的清理多余物能力;利用COMSOL软件对微激振多余物清理系统所激发的声场进行分析,结果验证了以超声机械振动作用为主、空化效应为辅的作用机理;分析振幅、接触力对水域声场分布及箱体位移的影响关系;设计并进行了考虑频率、振幅及接触力的声场分布多因素正交仿真试验,分析了箱体水域声场分布及箱体位移的变化规律,最终确定最佳工况参数组合。