超声刀因具有止血快、切割准、恢复快和手术烟尘少等优点被广泛应用于外科手术中。但目前我国超声刀市场被美国Ethicon公司和日本Olympus公司所垄断,国产化率低。突破高端医疗设备核心技术,自主研发超声刀系统,提升国产化率,打破国外垄断,给患者带来高性价比的医疗服务是增强人民对美好生活需要的关键一笔,因此,自主研发超声刀系统意义重大。在超声刀系统中,超声变幅杆重要作用重大,具有传递能量、放大振幅的作用。超声变幅杆的设计与优化,直接决定了超声刀切割性能的好坏。因此,本课题对超声变幅杆以下几个方面内容进行研究和讨论:（1）首先对超声变幅杆材料进行选择,TC4钛合金声学性能好、综合力学性能优异等特点,可作为超声变幅杆的制造材料。根据TC4钛合金材料属性,推导出的阶梯复合变幅杆纵向波动方程,运用遗传算法求解出超声变幅杆各部分的尺寸,建立三维模型,为后续仿真、优化和实验奠定理论基础。（2）使用有限元模拟软件对不同弹性模量悬链形过渡、指数形过渡和圆锥形过渡阶梯复合变幅杆进行了模态分析和谐响分析。研究了TC4钛合金的弹性模量对不同过渡形式复合变幅杆性能的影响。模拟结果表明:在工作频率下,3种不同过渡形式复合变幅杆在弹性模量为111 GPa时应力极大值均低于410 MPa,过渡段为悬链形、指数形和圆锥形输出端位移值分别为31.5μm、34.2μm和38.6μm,均满足变幅杆设计要求。（3）对3种弹性模量为111 GPa的阶梯复合变幅杆进行超声阻抗分析,一体化设计圆锥形过渡阶梯复合变幅杆较其他2种变幅杆导纳图完整,动态电阻均匀,机械品质高,更适合作为超声刀变幅杆,与模拟结果一致。（4）使用超声波振幅测量仪一体化设计圆锥形过渡阶梯复合变幅杆进行纵向位移测量,输出端位移值为36μm,与模拟结果的误差仅为6.7%,与模拟结果相符。