انرژی اولتراسونیک بر روی محیط اثر می گذارد که باعث می شود ذرات با سرعت بالا ارتعاش کنند و تغییرات مکانیکی مانند سرعت، شتاب، فشار صوت و شدت صدا ایجاد کنند و در نتیجه اثرات مکانیکی ایجاد کنند. اولتراسوند شکلی از انتشار انرژی مکانیکی است که به فرآیند موج مربوط می شود و یک اثر خطی ارتعاش ایجاد می کند. هنگامی که موج اولتراسونیک در محیط منتشر می شود، اگرچه دامنه جابجایی ذرات کم است، اما شتاب ذره ناشی از موج اولتراسونیک بسیار زیاد است.

 

اگر موج اولتراسونیک 20 کیلوهرتز، 1 وات بر سانتی متر مربع در آب منتشر شود، دامنه فشار صوتی ایجاد شده توسط آن 173 کیلو پاسکال است، به این معنی که دامنه فشار صوت باید 20000 بار بین مثبت و منفی 173 کیلو پاسکال در ثانیه تغییر کند و حداکثر شتاب ذرات تا 14240 برابر شتاب در حدود 14240 کیلو متر است. گرانش، چنین حرکت مکانیکی شدید و سریع در حال تغییر، اثر ارتعاش مکانیکی اولتراسوند قدرت است.

 

هنگامی که محیط اولتراسونیک یک محیط لایه ای یکنواخت (مانند بافت بیولوژیکی، بدن انسان و غیره) نباشد، امپدانس صوتی هر لایه رسانه باعث می شود که امواج صوتی منعکس شده منعکس شده و یک موج ایستاده تشکیل دهند. پادگره ها و گره های موج ایستاده باعث ایجاد فشار و کشش و تغییر شتاب می شوند. از آنجایی که جرم ذرات رسانه های مختلف (مانند بیومولکول ها) متفاوت است، سرعت ارتعاش ناشی از تغییر فشار متفاوت است و تغییر فشار ناشی از حرکت نسبی بین ذرات رسانه دلیل دیگری برای اثر مکانیکی اولتراسونیک است. اثرات مکانیکی با استفاده از اولتراسوند باید پردازش شود ( سوراخ کردن، برش، تراکم، تقویت سطح، جوش، تمیز کردن، پرداخت، و حذف فیلم‌ها و کثیفی‌های نامطلوب و غیره) و همچنین برای تسریع پراکندگی، همگن‌سازی، امولسیون‌سازی و خرد کردن، استریل کردن و سایر فرآیندها استفاده می‌شود.

 

اثر مکانیکی اولتراسوند به طور گسترده ای در تولید استفاده شده است و نمونه هایی به شرح زیر است.

 

هم زدن مکانیکی

ارتعاش فرکانس بالا و فشار تشعشع اولتراسونیک می تواند هم زدن و جریان موثر در گاز و مایع را ایجاد کند. جت قوی و جریان میکرو راش محلی ایجاد شده توسط ارتعاش حباب کاویتاسیون روی سطح جامد می تواند کشش سطحی و اصطکاک مایع را به میزان قابل توجهی تضعیف کند و لایه متصل شده رابط جامد-مایع را از بین ببرد، بنابراین نمی تواند به هم زدن مکانیکی با فرکانس پایین معمولی برسد. اثر این اثر مبنای فیزیکی استفاده از داروها از طریق پوست انسان، محصولات زیبایی برای پوست انسان، گاز زدایی اولتراسونیک، تسطیح و پالایش مواد غذایی و آرایشی است.

 

اینتردیفیوژن

اثر فشار و دمای بالا ارتعاش اولتراسونیک و کاویتاسیون برای ترویج نفوذ متقابل مولکول‌ها بین دو مایع، دو جامد، یا رابط مایع-جامد و مایع-گاز برای ایجاد خواص جدید مواد استفاده می‌شود. جوشکاری التراسونیک فلزات یا پلاستیک، امولسیون اولتراسونیک، تمیز کردن، اتمیزه کردن را می توان به عنوان چنین اثراتی طبقه بندی کرد.

 

همگن کردن

پس از بسته شدن حباب های کاویتاسیون، موج ضربه موضعی می تواند ذرات موجود در مایع را خرد کند تا آن را خوب کند. کریستال را یکنواخت کنید. قطرات بزرگ و ناهموار شیر را به مواد یکنواخت کوچک (مانند مواد حاجب پزشکی، عوامل درمان سرطان و غیره) پراکنده کنید. حتی می تواند شامل ترومبولیز و سایر اثرات باشد.

 

انسجام

ارتعاش اولتراسونیک می تواند ذرات معلق در گاز و محیط مایع را با سرعت های مختلف حرکت دهد و احتمال برخورد فاز را افزایش دهد. یا استفاده از امواج ایستاده برای تمایل آنها به پادگره ها، در نتیجه فرآیند تجمع رخ می دهد. جمع آوری گرد و غبار در دودکش و باران مصنوعی در این دسته قرار می گیرند.

 

عمل برش مکانیکی

با توجه به شتاب زیاد ارتعاش مافوق صوت و اثر کاویتاسیون و خوردگی صوتی، پردازش ویژه و دقیق مواد سخت و شکننده (گوهر، سرامیک، شیشه، فولاد مغناطیسی و ...) قابل انجام است.

 

خرد کردن

استفاده از پالس های اولتراسوند با شدت بالا می تواند سنگ های کلیه و کیسه صفرا را در بدن بدون آسیب رساندن به بافت های نرم خرد کند.