随着各种高新技术的发展,工业设备对零部件的要求越来越高,尤其是表面质量。近年来,各种硬脆材料以其优异的性能在航空航天、光学、电子、军事等行业应用越来越广泛,在需求量越来越大的同时,对工件表面质量要求也逐步提高。硬脆材料由于硬度高和脆性大的特点,存在很难以高效率获得光洁的表面的问题。本文以单晶硅为研究对象,对超声振动辅助抛光单晶硅材料去除过程进行研究,期望获得高的加工效率和表面质量,对工业实际生产过程进行指导。本文通过理论分析并建立材料去除率方程、仿真模拟单颗磨粒在超声振动下对单晶硅工件去除材料行为、搭建实验台进行超声振动抛光实验,对材料去除机理和各因素对去除过程的影响进行分析。论文主要研究内容包括:（1）结合超声振动、赫兹弹性接触、摩擦原理、统计学等相关理论,针对两体滑擦磨损情况分析了抛光垫凸峰分布、不同压力下磨粒分布,从而建立了两体滑擦过程材料去除率方程;根据弹塑性变形及赫兹接触定律对游离磨粒冲击工件表面造成的最大侵入深度及接触时间进行了研究。（2）运用光滑质点流体动力学方法耦合有限元方法建立了微米尺度下超声振动划擦单晶硅的模型,研究了超声振动频率和振幅对工件表面变质层区域、应力大小及分布、切削力及摩擦情况;同时对普通划擦和超声振动辅助划擦过程中应力和应变的分布、亚表面损伤层厚度、内能变化等也进行了分析和研究。（3）根据分子动力学理论,建立了纳米尺度下超声振动划擦单晶硅的模型。对比分析了普通划擦和超声振动划擦下切削力、势能、应力、单颗磨粒材料去除量及相变,并对影响非晶化程度和单颗磨粒材料去除量的各因素进行研究。（4）搭建了超声振动抛光实验台,并对单晶硅进行了超声振动辅助抛光,利用神经网络建立了表面粗糙度的预测模型,通过对实验结果进行正交分析和二次多项式回归分析,分析了各变量对实验结果影响程度。