超音波エネルギーが媒体に作用すると、粒子が高速で振動し、速度、加速度、音圧、音の強さなどの機械的変化が生じ、機械的効果が生じます。超音波は機械的エネルギー伝播の一種であり、波のプロセスに関連しており、振動の線形効果を生み出します。超音波が媒質中を伝播するとき、粒子の変位の振幅は小さいものの、超音波による粒子の加速度は非常に大きくなります。
20kHz、1W/cm2の超音波が水中を伝播する場合、それによって発生する音圧振幅は173kPaです。これは、音圧振幅が1秒あたり173kPaの正と負の間で20,000回変化する必要があることを意味し、最大粒子加速度は1440km/s2に達し、これは重力加速度の約1500倍であり、このような激しく急速に変化する機械的運動が機械振動効果です。パワー超音波。
超音波媒体が均一な層状媒体（生体組織、人体など）ではない場合、媒体の各層の音響インピーダンスにより反射音波が反射し、定在波が形成されます。定在波の腹と節は、圧力と張力、そして加速度の変化を引き起こします。異なるメディア粒子 (生体分子など) の質量が異なるため、圧力変化によって生じる振動速度も異なります。また、メディア粒子間の相対運動によって生じる圧力変化も、超音波機械効果のもう 1 つの理由です。超音波を使用した機械的効果は、加工（穿孔、切断、圧縮、表面強化、溶接、洗浄、研磨、望ましくない膜や汚れの除去など）を行う必要があり、分散、均質化、乳化、粉砕、滅菌などのプロセスを促進するためにも使用されます。
超音波の機械的効果は生産において広く使用されており、その例は次のとおりです。
機械的撹拌
超音波高周波振動と放射圧力により、気体や液体に効果的な撹拌と流れを形成できます。固体表面のキャビテーション気泡振動によって発生する強力なジェットと局所的なマイクロラッシュ流は、液体の表面張力と摩擦を大幅に弱め、固液界面の付着層を破壊する可能性があるため、通常の低周波の機械的撹拌には到達できません。効果。この効果は、人間の皮膚を通じた薬物の適用、人間の皮膚への美容製品の適用、超音波脱気、食品や化粧品のレベリングと精製の物理的基礎となります。
相互拡散
超音波振動とキャビテーションの圧力と高温の効果を利用して、2 つの液体、2 つの固体、または液体と固体、液体と気体の界面の間の分子の相互浸透を促進し、新しい材料特性を形成します。金属やプラスチックの超音波溶着、超音波乳化、洗浄、微粒化などがその効果として分類されます。
均質化する
キャビテーションの泡が閉じた後、局所的な衝撃波によって液体中の粒子が粉砕され、液体が細かくなります。結晶を均一にする。大きくて不均一な乳滴を小さな均一な薬剤（医療用造影剤、がん治療剤など）に分散します。血栓溶解やその他の影響も含まれる場合があります。
凝集力
超音波振動により、気体媒体と液体媒体中の浮遊粒子が異なる速度で移動し、相衝突の可能性が高まります。または定在波を使用して波を腹に近づけると、凝集プロセスが発生します。煙道内の集塵や人工降雨がこれに分類されます。
機械的な切断動作
超音波振動の大きな加速とキャビテーションや音響腐食の効果により、硬脆性材料（宝石、セラミックス、ガラス、磁性鋼など）の特殊かつ精密な加工が可能です。
スマッシュ
高強度の超音波パルスを使用すると、軟組織を損傷することなく体内の腎臓結石や胆石を粉砕できます。
