随着现代外科挑战的多样化，超声手术刀作为首选的能量器械正面临着日益增长的性能需求。为此，我们提出了一种纵向-弯曲耦合振动的声黑洞超声手术刀(ABHUS)，以实现高效的手术切割。通过加入声黑洞剖面，降低了局部弯曲波速，累积放大了振幅，从而在叶尖附近形成了一个高能区域，提高了ABHUS的切割性能。建立了精确的物理分析模型，为系统设计ABHUS和快速估计其频率特性提供了依据。振动仿真和实验表明，与传统超声手术刀(CUS)相比，ABHUS的输出振幅显著增加，特别是弯曲振动位移增加了425%。体外切削实验证实，ABHUS具有优异的切削性能。我们的设计为高性能超声手术器械的发展提供了巨大的可能性和潜力，对声学黑洞的应用具有非凡的意义。
综上所述，我们开发了一种基于振动模态耦合和一维ABH结构的超声手术刀增强创新方案。该方案不仅提高了切割尺寸和振动幅值，而且提高了切割精度实现振动能量的累积集中，从而进一步提高切削性能。所建立的理论分析模型准确、快速地估计了ABHUS的频率特性，有效地捕捉了其设计机理和物理本质。振动仿真和实验结果表明，与CUS相比，ABHUS的输出振动位移显著增加。体外切削实验证实，ABHUS具有较好的切削效果。我们的设计为高性能超声手术器械的发展提供了广阔的可能性和潜力，为超声手术器械的应用领域提供了具有非凡意义的创新补充。
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