超声搅拌摩擦焊是在摩擦焊的水平上发展来的。为了提高其工作效率,在搅拌头的轴向附加了一个超声波,超声波提供一个轴向高频振动,通过改善顶锻压力的作用,提供振动的高频小位移可以用来对工件进行双向搅拌。这种加工方法具有较好的指向性,符合当前提高能源利用率的主题。在超声搅拌摩擦焊中,超声变幅杆是负责改变换能器发出的振动幅度。超声变幅杆配合换能器,改变换能器发出的超声波振动幅度的功能组件。超声变幅杆的作用是主要是改变换能器的振幅(一般是增大)、提高振速比、提高效率,提高机械品质因数,加强耐热性,扩大适应温度范围,延长换能器的使用寿命。安装变幅杆(超声波变幅器)之后,便调整换能器与超声波工具头之间的合适的负载,减小了谐振阻抗后,提高了电声转换效率,低了超声波换能器的发热量,提高使用寿命。研究发现:现有的超声变幅杆在受力的情况下,在与搅拌头的接洽地方容易产生集中应力。这种集中应力大大降低了变幅杆的使用寿命。针对上述问题,进一步改善变幅杆的结构,减少集中应力的数值。本文首先利用超声变幅杆的设计理论,建立新形超声变幅杆的数学模型。根据在实际工作中变幅杆所满足的工作参数,结合所建立的数学模型,确定新形超声变幅杆的几何模型。第二步根据工作中搅拌头的受力建立起超声变幅杆的受力数学模型。选取具有代表性的材料并研究材料各项参数与温度之间的关系。选取规定的温度下的参数结合受力数学模型确定正常工作时超声变幅杆受力大小。最后利用有限元软件ANSYS对建立的新形超声变幅杆进行力学分析。