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随着临床医学的发展以及科技进步，单孔微创手术正在迅速地普及和发展。因此，单孔微创超声手术刀的临床应用也越来越广泛，技术不断更新完善。本文针对超声手术刀的系统设计和刀杆的疲劳损伤特性进行了研究和探索。 本文首先对超声振动系统组件，包括换能器和变幅杆进行了设计分析，利用四端网络法对换能器进行理论模型分析，随后通过有限元法研究换能器的电学和力学特性，对模型进行优化设计。同时，利用激光测振仪和阻抗分析仪等设备，对换能器的应力分布、节点位移分布等相关特性进行了实验测试，验证了理论推导和仿真的准确性，保证了方案的可行性。 以弹性波传导理论为基础，设计了纯纵振动模态的超声手术刀，并利用有限元法对其结构进行了优化。根据模态分析、谐响应分析的仿真结果，获得超声刀的动力学特性参数，并使用相关设备进行实际测量，验证了仿真分析的结果。 基于应力疲劳分析方法，对超声刀的疲劳特性进行了理论分析，讨论了其 S-N曲线、应力组合方法等相关问题，随后使用ANSYS nCode Designlife软件进行疲劳寿命的计算，获得了超声刀的使用寿命、易损伤区域等信息，为未来的实际应用和实验测量提供了参考信息。