تعمل طاقة الموجات فوق الصوتية على الوسط، مما يتسبب في اهتزاز الجزيئات بسرعة عالية وإنتاج تغيرات ميكانيكية مثل السرعة والتسارع وضغط الصوت وكثافة الصوت، مما يسبب تأثيرات ميكانيكية. الموجات فوق الصوتية هي شكل من أشكال انتشار الطاقة الميكانيكية، والتي ترتبط بعملية الموجة وسوف تنتج تأثيرًا خطيًا للاهتزاز. عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في الوسط، على الرغم من أن سعة إزاحة الجسيمات صغيرة، فإن تسارع الجسيمات الناتج عن الموجات فوق الصوتية يكون كبيرًا جدًا.
إذا انتشرت الموجات فوق الصوتية 20 كيلو هرتز، 1 وات/سم2 في الماء، فإن سعة ضغط الصوت الناتجة عنها تكون 173 كيلو باسكال، مما يعني أن سعة ضغط الصوت يجب أن تتغير 20000 مرة بين 173 كيلو باسكال الموجب والسالب في الثانية، والحد الأقصى لتسارع الجسيمات يصل إلى 1440 كم/ثانية2، وهو حوالي 1500 مرة تسارع الجاذبية، مثل هذه الحركة الميكانيكية المكثفة والمتغيرة بسرعة هي تأثير الاهتزاز الميكانيكي. من الموجات فوق الصوتية السلطة.
عندما لا يكون وسط الموجات فوق الصوتية وسطًا ذو طبقات موحدة (مثل الأنسجة البيولوجية وجسم الإنسان وما إلى ذلك)، فإن المعاوقة الصوتية لكل طبقة من الوسائط ستتسبب في انعكاس الموجات الصوتية المنعكسة وتشكيل موجة دائمة. تسبب العقد والعقد للموجة الدائمة تغيرات في الضغط والشد والتسارع. نظرًا لأن كتلة جزيئات الوسائط المختلفة (مثل الجزيئات الحيوية) مختلفة، فإن سرعة الاهتزاز الناتجة عن تغير الضغط مختلفة، وتغير الضغط الناجم عن الحركة النسبية بين جزيئات الوسائط هو سبب آخر للتأثير الميكانيكي بالموجات فوق الصوتية. يجب معالجة التأثيرات الميكانيكية باستخدام الموجات فوق الصوتية (الثقب، القطع، الضغط، تقوية السطح، اللحام، التنظيف، التلميع، وإزالة الأغشية والأوساخ غير المرغوب فيها، وما إلى ذلك)، وتستخدم أيضًا لتسريع التشتت والتجانس والاستحلاب والسحق والتعقيم وغيرها من العمليات.
تم استخدام التأثير الميكانيكي للموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في الإنتاج، والأمثلة على ذلك هي كما يلي.
الإثارة الميكانيكية
يمكن أن يشكل الاهتزاز عالي التردد بالموجات فوق الصوتية وضغط الإشعاع تحريضًا فعالاً وتدفقًا في الغاز والسائل. يمكن للتدفق القوي والتدفق الجزئي المحلي الناتج عن اهتزاز فقاعة التجويف على السطح الصلب أن يضعف بشكل كبير التوتر السطحي والاحتكاك للسائل، ويدمر الطبقة المرفقة من الواجهة الصلبة والسائلة، لذلك لا يمكن الوصول إلى التحريض الميكانيكي العادي منخفض التردد. تأثير. هذا التأثير هو الأساس المادي لتطبيق الأدوية من خلال جلد الإنسان، ومنتجات التجميل على جلد الإنسان، وتفريغ الغازات بالموجات فوق الصوتية، وتسوية المواد الغذائية ومستحضرات التجميل وصقلها.
الانتشار البيني
يتم استخدام تأثير الضغط ودرجة الحرارة المرتفعة للاهتزاز والتجويف بالموجات فوق الصوتية لتعزيز الاختراق المتبادل للجزيئات بين سائلين أو مادتين صلبتين أو واجهات سائلة صلبة وغاز سائل لتشكيل خصائص مواد جديدة. يمكن تصنيف اللحام بالموجات فوق الصوتية للمعادن أو البلاستيك، والاستحلاب بالموجات فوق الصوتية، والتنظيف، والانحلال على أنها من هذه التأثيرات.
تجانس
بعد إغلاق فقاعات التجويف، يمكن لموجة الصدمة المحلية أن تسحق الجزيئات الموجودة في السائل لجعلها ناعمة؛ صنع الزي البلوري؛ تشتيت قطرات الحليب الكبيرة وغير المستوية إلى عوامل موحدة صغيرة (مثل عوامل التباين الطبية، وعوامل علاج السرطان، وما إلى ذلك)؛ ويمكن أن يشمل أيضًا تحلل الخثرات وتأثيرات أخرى.
التماسك
يمكن للاهتزاز بالموجات فوق الصوتية أن يجعل الجزيئات العالقة في الوسط الغازي والسائل تتحرك بسرعات مختلفة، مما يزيد من فرصة تصادم الطور؛ أو استخدام الموجات الموقوفة لجعلها تميل إلى البطينات، وبالتالي تحدث عملية التكتل. يقع جمع الغبار في المداخن والأمطار الاصطناعية ضمن هذه الفئة.
عمل القطع الميكانيكية
بسبب التسارع الكبير للاهتزاز بالموجات فوق الصوتية وتأثير التجويف والتآكل الصوتي، يمكن إجراء معالجة خاصة ودقيقة للمواد الصلبة والهشة (الأحجار الكريمة، والسيراميك، والزجاج، والفولاذ المغناطيسي، وما إلى ذلك).
سحق
يمكن أن يؤدي استخدام نبضات الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة إلى سحق حصوات الكلى وحصوات المرارة في الجسم دون الإضرار بالأنسجة الرخوة.
