随着技术的迭代更新,越来越多的新型材料应用到各个领域当中,但很多材料是非金属或者硬度很低的金属导致不能用刀具进行直接加工,传统的加工方法却不能很好的解决,例如生物组织,液态金属,尤其是对于非均匀介质,每种介质对应的力学性能不同,当刀具对非均匀介质加工时,会因为介质的力学性能不同,导致刀具受损,所以需要新型的加工技术,由于超声加工不要刀具可以直接对零件进行内部加工,通过声波聚焦形成的热效应,对物体内部进行加工无装配形成各种微型结构,成为了对材料内部进行加工的一种加工方法,但是超声内加工往往需要声波的聚焦,以达到能量的集中从而对零件内部进行加工,但声聚焦的方法主要还是利用超声相控阵聚焦,影响超声相控阵能否聚焦的因素较多,首先多个声源的排列方式影响着声波能否聚焦,其次是聚焦点的位置不易调控,同时当介质中含有障碍物时,无法通过调控声波的偏转,使声波绕过障碍物形成聚焦。由此引出本文核心问题,即如何能形成高透射系数低反射系数的声聚焦,同时在介质含有障碍物时,还能通过调整声波的偏转方向使得声波绕过障碍物形成聚焦。本文提出利用温度降低声反射系数,调控声波的偏转形成聚焦,在材料含有障碍物时,通过调整温度梯度从而使得声波绕过障碍物重新形成聚焦的方法。全文的研究内容如下:1.研究温度声聚焦透镜。本文从声波在理想流体中传播规律出发,推导了声波在不同介质中的传播规律,进一步推导温度对声波偏转的影响与声反射系数,利用参数化曲线分割介质区域为两个区域从而形成声透镜,在其中一个区域内设置恒定温度,另一个区域为常温,利用多物理场耦合仿真软件COMSOL进行数值模拟有添加温度下的声聚焦与无添加温度下的声传播,通过对比得出温度对声波传播方向的影响,进一步探讨不同频率与不同温度对聚焦点处声压与声强的影响。2.离散温度梯度的声聚焦方法研究。基于广义斯奈尔定律,推导了声波在不同材料的超构表面中的传播规律,利用超构表面设计成透射单元,并在透射单元中设置不同的恒定温度,形成离散温度梯度,通过温度对声波偏转的影响,使得声波在空气中形成聚焦,通过仿真软件COMSOL进行数值模拟验证理论,并探究不同频率对聚焦点处声强的影响。3.含有空腔的45#钢内部可控声聚焦方法研究。基于声波散射与衍射理论,探究不同半径大小的圆形空腔对声聚焦的影响,在不聚焦的情况下。通过温度调整声速,进而调控声波的偏转使得声波重新聚焦,并通过数值模拟进行验证。