全国大学生创新创业训练计划，是教育部针对本科生设立的一项科研训练项目，旨在通过导师指导和团队合作培养学生的科研能力和创新思维。我有幸参与了这一计划，与团队中的其他四名成员共同完成了一个历时近两年的科研项目。最终，我们的项目荣获了该计划的最高荣誉——国家级优秀结题，这其中也离不开指导老师和师兄们的帮助。
　　这个项目从大二开学时就慢慢开始筹备了。到结题有将近两年的时间，我们的研究目标是开发一个可用于划痕测试的超声振动辅助装置，核心是一个工作在超声频率下的振动发生器。我的任务是设计装置结构、进行初步测试，并验证其功能性。
　　如图1所示，装置的振动源采用了市售的超声换能器，它通过施加电压产生机械振动。我们的设计任务是将这一圆柱形换能器稳定固定，并使振动能够有效传递至样品，同时确保装置能兼容划痕测试仪器。在夹紧固定部分，我咨询了曾指导过我的工图老师后，采用了V型槽加螺纹顶紧的方案。为实现样品的找平，我在换能器的零振幅平面设计了一个环形槽用于微调；此外，通过双头螺柱连接换能器和载物台，确保结构稳固和功能优化。加工完成后，我进行了基本的振幅测试，并撰写了一篇实用新型专利。虽然实用新型专利的学术要求不算高，但这次写作也算是我科研写作的起点。

图1：超声换能平台

　　项目立项答辩顺利通过后，我们获得了国家级项目的支持，并取得了一万元的研究经费。此时，我已申请上了日本东北大学的交换项目，正在等待签证。然而项目进行到有限元仿真阶段时遇到了瓶颈：队友们在尝试了两周后仍未解决问题，而组内师兄们也也没有做过类似的仿真。在这种情况下，我接手了这一部分任务，开始学习使用有限元仿真软件Abaqus。在一周多的学习和实践后，我成功完成了载物台长度参数的调整，将整个模块的共振频率优化至与换能器的工作频率一致的20kHz。后续的实验结果也与我的仿真分析高度吻合，为设计的合理性提供了一定的验证。

图2：模态仿真

图3：实测频率

　　在我出发前往日本进行交换学习后，这个项目主要由团队中的黄同学继续负责推进。最终的实验结果表明，我们的设计确实能够对划痕实验起到显著的辅助作用。项目结题时，黄同学还以此为基础撰写了一篇期刊论文，发表在Acatuators上。最终，我们的项目荣获了国家级优秀结题，也让我对科研工作有了个初步的认识。