随着材料科学的发展,大量非金属硬脆材料以及各种复合材料以其高强度、耐高温、耐腐蚀等优良性能,被应用于机械、电子、汽车以及航空等领域,如工程陶瓷、光学玻璃和石英等。然而,非金属硬脆材料硬度高、脆性大、绝缘性好,若用传统的加工方法,加工难度极其大,加工费用也相当昂贵,旋转超声加工已被大量实践证明是加工硬脆材料的有效方法。旋转超声加工的特点是：对工件的切削力小、加工精度高、加工效率高以及副作用小。旋转式超声波加工在工业领域中起着越来越重要的作用,各国专家与学者对旋转式超声波加工机理做了大量的理论分析与实验研究。在一定程度上使旋转式超声波加工技术越来越成熟。然而,这些关于旋转式超声波加工机理的研究,大部分是通过大量的实验结果和数据,做出定性分析,得出近似结论,对材料的微观去除过程没有明确的认识。本文从理论上对旋转式超声波加工机理进行了全面的分析,并且通过非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对旋转超声加工过程进行数值模拟,进一步详细直观地提示旋转式超声波加工的机理。主要研究内容有：1.在研究旋转式超声波加工机理的过程中,分析概括了传统超声波加工和旋转式超声波加工材料的去除机理及国内外研究现状。根据旋转式超声波加工中材料不同的去除方式建立了材料去除率的两种数学模型：切削去除模型和剥落去除模型。这两种模型能够很好地解释旋转式超声波加工中各加工参数(旋转速度、工具振幅、静压力、磨料粒度等)与材料去除率之间的关系。2.利用非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对旋转式超声波加工过程进行数值模拟分析。以金刚石磨粒与玻璃面板为研究对象,分别对单颗球形、楔形、锥形磨粒和多颗磨粒组合冲击玻璃面板与旋转冲击玻璃面板的过程进行模拟。通过模拟结果直观地分析了材料的去除方式、裂纹的产生与扩展、工件的受力与结构变形以及加工参数对去除率的影响。从一定程度上直观地验证已有的关于旋转超声加工机理的理论分析,而且能够更有方向性地指导具体的实验研究。