芳纶蜂窝材料具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀等优良性能，在航空、航天、军工、交通等领域得到越来越广泛的应用。其正交各向异性的力学特性和非连续的材料结构特点，使传统的高速铣削加工难以保证结构件加工质量和加工效率。项目以芳纶蜂窝材料超声切割为研究对象，通过理论建模、数值模拟和实验研究相结合的方法，围绕蜂窝材料的弹塑性本构模型建立、蜂窝材料的超声切割机理、切削热对声学系统性能影响、切削过程仿真技术和基于切削机理的工艺优化等内容开展研究。具体研究内容和成果包括： 1）根据芳纶蜂窝材料的结构特性和蜂窝芯零件曲面加工的特点，对材料进行均质化等效处理，在正交各向异性材料的本构模型基础上建立任意切割平面上蜂窝材料的等效弹塑性本构模型。 2）以尖形刀超声切割工艺为基础，分析超声纵振模式下尖形刀运动学特征，基于断裂力学研究芳纶蜂窝复合材料的超声切割机理，为超声切割加工工艺参数的优化和超声波声学主轴的设计提供理论依据。 3）分析了超声切割热源的产生原因，对芳纶蜂窝复合材料超声切割热的产生机理及传导特点进行理论分析，建立超声切割热理论模型；在分析超声切割温度与超声切割系统振幅之间关系的基础上，建立超声切割温度与超声系统中振幅关系的理论模型。 4）以材料建模、材料失效方式以及摩擦特性等方面作为重点开展蜂窝材料超声切削过程数字仿真研究，与实验结果比较表明，蜂窝材料采用等效实体模型的切削过程仿真能够满足工艺参数优化的需求，采用结构模型可以真实体现刀具上负载情况和蜂窝材料的切削变形过程。 项目研究对丰富超声加工理论和快速发展超声复合加工技术具有重要理论意义，对提升芳纶蜂窝材料的加工水平具有重要技术支撑作用，对丰富其他多胞材料的加工方法具有一定借鉴意义。基于项目研究工作研制的超声切削主轴已经在企业得到工程应用。