血液流变学基础PPT讲稿
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➢粘弹性流体从管内自由流出时，通常可以看到射流膨胀现象,这种现象称为 挤出物膨胀（如图）。例如，聚苯乙烯在175～200℃条件下较快挤出时,直径 膨胀达2.8倍。以上现象都是由于粘弹性流体受剪切时产生法向应力差的结果
20
粘弹体的特点主要有四个
（1）应力松弛：当粘弹体突然发生应 变时，若保持应变恒定，则应力将随时 间的增加而缓慢减小，这种现象称为应 力松弛 如：血管、血液
这些结构会逐渐变形，分子间相对位置变动，形成流动，表现出粘性； 如果力是瞬间作用，这些结构中的分子的位置来不及有较大变化，网 状结构互相牵连，表现出弹性
25
生物流体具有粘弹性的原因
细胞膜中磷脂分子的排列
蛋白质分子图像
26
水有粘性也是因为水分子是链状的
“隔年陈水有毒，隔夜陈水莫喝。”科学研究证明，水分子是链状结构， 水在漫长岁月中，如不经常流动，这种链状结构会不断扩大延伸，即成衰 老之水。衰老之水，活力极差，进入动植物体内，会使细胞的新陈代谢减 缓，影响生长发育。古人说：“流水不腐。”死水、陈水中尘埃会增多， 细菌增加，有害成分比例上升，极易致病。 水分子长链变短链，就会恢 复青春
应力的物理意义：应力具有局部特征，可以表示相应位置上的受力 强度，它的物理意义反映了物体发生形变时的内力分布情况
应力与形变的关系：一般来说，同一个弹性体，应力越大，形变越大
12
二、物体的粘弹性 （一）物体的弹性
1. 三大特点
① 受外力后变形，且有恢复原状的反弹力 ② 在极限范围内，外力消失后会恢复原状 ③ 在极限范围内，伸长或压缩的程度与所加外力
血液流变学基础课件
第一节 血液流变学基础 一、应变与应力 二、物体的粘弹性 三、牛顿粘滞定律 四、圆管内的泊肃叶流动 五、非牛顿流体的流变性 六、粘度
2
一、应变与应力
形变现象
– 水随形变，变则生，不变则死 – 我们之所以能走路，能奔跑，就是因为脚掌发
生了形变 – 脸部发生形变，才展现出丰富的表情。人脸造
型与人脸表情动画研究就是研究脸部各块的形 变规律
3
形变
– 概念：物体在外力的作用下，其形状和大小发 生改变
– 分类一：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转 – 分类二：弹性形变、塑性形变
4
➢拉伸 ➢压缩 ➢弯曲 ➢剪切 ➢扭转
5
➢弹性形变：形变不超过一定限度，撤去外 力后，物体能够完全恢复原状的形变 ➢塑性形变：形变超过一定限度，撤去外力 后，物体不能够完全恢复原状的形变
量度物体粘性程度的物理量就是粘度
15
粘性与弹性的区别 ① 只有在流体各层相对运动时，才表现出粘性，而弹性
是瞬时的响应 ② 弹性体在外力消失后恢复原状，而粘性流体会流掉，
不能恢复原状 ③ 弹性能可储存起来做功，而粘性则把能量耗散变热
16
（三）物体的粘弹性
1. 研究对象：粘弹体，比如蛋清、唾液、生
物材料中的液体固体（关节液、软骨、皮 肤等）
2. 粘弹体的特点：既具有流体的性质，也具
有固体的性质。任一点任一时刻的应力状 态，不仅取决于当时当地的应变，而且与 应变的历史过程有关，即材料是具有“记 忆”的
17
关于粘弹性流体的一些有趣的现象
➢粘弹性流体有沿旋转棒向上爬的倾向。 如果把粘弹性流体放入容器，它会沿容 器壁向上爬升
18
➢对于粘弹性流体，由于拉伸粘度随着变 形速率增加而增加，这个比值可达到 10～ 103量级。因此在伸长流动中会产生开口虹 吸现象。如果把管子一端插入粘弹性流体， 由于虹吸作用，流体经管道流出。如果把 插入流体中的管端提出液面,流体仍然会被 吸引上来
应力
如：血液、红细胞
应变
23
粘弹体的特点主要有四个
4.延迟弹性：对弹性体，应变对应力的响应不 能即时达到平衡，应变滞后应力；恒定应力 下，应变随时间逐渐增加，最后趋近恒定值， 外力去掉后，应变逐渐减小到零，应变总是 落后应力。因为要克服内摩擦力
应力
应变
时间 时间
24
生物流体具有粘弹性的原因 许多生物体都有长的链状分子组成的网状结构。力缓慢作用时，
应变 应力
Leabharlann Baidu时间
时间
21
粘弹体的特点主要有四个
2.蠕变：当粘弹体突然发生应变时，若 保持应力恒定，则应变将随时间的增加 而增大。 如：关节、软骨
应力 应变
时间
时间
22
粘弹体的特点主要有四个
3.应力滞后：对粘弹体进行加载和减载实验， 可测得加载时的应力-应变曲线与减载时的 应力-应变曲线不重合。且在任一应变下， 加载时的应力比减载时的应力大，形成应力 滞后环
的大小有一定的关系
2. 遵从的规律：胡克定律
13
遵从的规律 胡克定律：应力不超过一定极限，应力与 应变成正比
E
E：杨氏模量，其大小由材料的性质决定，并受温度的影响。温度一 定时，E值不变
14
（二）物体的粘性
1. 研究对像：所有流体
流体流动时，为什么会具有粘性 因为存在内摩擦力（粘滞力），即剪应力
6
（一）应变
1. 概念：物体发生形变时，变化的相对量 2. 物理意义：描述形变的程度 3. 应变的分类：线应变、体应变、切应变
7
线应变
F
l0
体应变
F
l0 l
F
l
l0
V
F
V0
8
切应变
物体上两互相垂直的微小线段，在其 形变后其角度的改变值
AA' tg
OA
应变特点：没单位的纯数,与原来的长度、体积或形状都没关系
体的流动形态是定常流动，且速度是从0自 下而上正比例地增加到v0
水没有弹性
27
三、牛顿粘滞定律 （一）速度梯度与剪变率
1. 速度梯度
① 概念：在流体中某处，速度正在其垂直方向上 ② 的 表变 示化 ：l如率ixm称果0 为在xv该X方处dd向的xv的速微单度小位梯：距度s离-1（△1X/秒上），流速
增量为△V，则速度梯度为△V /△X，微分学 中
28
④库厄特流动及速度梯度 • 库厄特流动：是一种特殊的流动方式。流
9
（二）应力
1. 外力、内力（分子力） 2. 应力：物体内单位面积上的内力
10
应力＝形变时的内力/内力作用面积
表达式： 法向应力： 切向应力：
T F S
Fn
S
F
S
T dF dS
dFn
dS
dF
dS
应力是矢量，单位N/m2（牛顿/米2）
11
应变与应力的关系:一一对应关系，即什么样的应变产生什么样的应力。 张应力、压应力（P） 、剪应力
➢粘弹性流体从管内自由流出时，通常可以看到射流膨胀现象,这种现象称为 挤出物膨胀（如图）。例如，聚苯乙烯在175～200℃条件下较快挤出时,直径 膨胀达2.8倍。以上现象都是由于粘弹性流体受剪切时产生法向应力差的结果
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粘弹体的特点主要有四个
（1）应力松弛：当粘弹体突然发生应 变时，若保持应变恒定，则应力将随时 间的增加而缓慢减小，这种现象称为应 力松弛 如：血管、血液
这些结构会逐渐变形，分子间相对位置变动，形成流动，表现出粘性； 如果力是瞬间作用，这些结构中的分子的位置来不及有较大变化，网 状结构互相牵连，表现出弹性
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生物流体具有粘弹性的原因
细胞膜中磷脂分子的排列
蛋白质分子图像
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水有粘性也是因为水分子是链状的
“隔年陈水有毒，隔夜陈水莫喝。”科学研究证明，水分子是链状结构， 水在漫长岁月中，如不经常流动，这种链状结构会不断扩大延伸，即成衰 老之水。衰老之水，活力极差，进入动植物体内，会使细胞的新陈代谢减 缓，影响生长发育。古人说：“流水不腐。”死水、陈水中尘埃会增多， 细菌增加，有害成分比例上升，极易致病。 水分子长链变短链，就会恢 复青春
应力的物理意义：应力具有局部特征，可以表示相应位置上的受力 强度，它的物理意义反映了物体发生形变时的内力分布情况
应力与形变的关系：一般来说，同一个弹性体，应力越大，形变越大
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二、物体的粘弹性 （一）物体的弹性
1. 三大特点
① 受外力后变形，且有恢复原状的反弹力 ② 在极限范围内，外力消失后会恢复原状 ③ 在极限范围内，伸长或压缩的程度与所加外力
血液流变学基础课件
第一节 血液流变学基础 一、应变与应力 二、物体的粘弹性 三、牛顿粘滞定律 四、圆管内的泊肃叶流动 五、非牛顿流体的流变性 六、粘度
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一、应变与应力
形变现象
– 水随形变，变则生，不变则死 – 我们之所以能走路，能奔跑，就是因为脚掌发
生了形变 – 脸部发生形变，才展现出丰富的表情。人脸造
型与人脸表情动画研究就是研究脸部各块的形 变规律
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形变
– 概念：物体在外力的作用下，其形状和大小发 生改变
– 分类一：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转 – 分类二：弹性形变、塑性形变
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➢拉伸 ➢压缩 ➢弯曲 ➢剪切 ➢扭转
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➢弹性形变：形变不超过一定限度，撤去外 力后，物体能够完全恢复原状的形变 ➢塑性形变：形变超过一定限度，撤去外力 后，物体不能够完全恢复原状的形变
量度物体粘性程度的物理量就是粘度
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粘性与弹性的区别 ① 只有在流体各层相对运动时，才表现出粘性，而弹性
是瞬时的响应 ② 弹性体在外力消失后恢复原状，而粘性流体会流掉，
不能恢复原状 ③ 弹性能可储存起来做功，而粘性则把能量耗散变热
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（三）物体的粘弹性
1. 研究对象：粘弹体，比如蛋清、唾液、生
物材料中的液体固体（关节液、软骨、皮 肤等）
2. 粘弹体的特点：既具有流体的性质，也具
有固体的性质。任一点任一时刻的应力状 态，不仅取决于当时当地的应变，而且与 应变的历史过程有关，即材料是具有“记 忆”的
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关于粘弹性流体的一些有趣的现象
➢粘弹性流体有沿旋转棒向上爬的倾向。 如果把粘弹性流体放入容器，它会沿容 器壁向上爬升
18
➢对于粘弹性流体，由于拉伸粘度随着变 形速率增加而增加，这个比值可达到 10～ 103量级。因此在伸长流动中会产生开口虹 吸现象。如果把管子一端插入粘弹性流体， 由于虹吸作用，流体经管道流出。如果把 插入流体中的管端提出液面,流体仍然会被 吸引上来
应力
如：血液、红细胞
应变
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粘弹体的特点主要有四个
4.延迟弹性：对弹性体，应变对应力的响应不 能即时达到平衡，应变滞后应力；恒定应力 下，应变随时间逐渐增加，最后趋近恒定值， 外力去掉后，应变逐渐减小到零，应变总是 落后应力。因为要克服内摩擦力
应力
应变
时间 时间
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生物流体具有粘弹性的原因 许多生物体都有长的链状分子组成的网状结构。力缓慢作用时，
应变 应力
Leabharlann Baidu时间
时间
21
粘弹体的特点主要有四个
2.蠕变：当粘弹体突然发生应变时，若 保持应力恒定，则应变将随时间的增加 而增大。 如：关节、软骨
应力 应变
时间
时间
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粘弹体的特点主要有四个
3.应力滞后：对粘弹体进行加载和减载实验， 可测得加载时的应力-应变曲线与减载时的 应力-应变曲线不重合。且在任一应变下， 加载时的应力比减载时的应力大，形成应力 滞后环
的大小有一定的关系
2. 遵从的规律：胡克定律
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遵从的规律 胡克定律：应力不超过一定极限，应力与 应变成正比
E
E：杨氏模量，其大小由材料的性质决定，并受温度的影响。温度一 定时，E值不变
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（二）物体的粘性
1. 研究对像：所有流体
流体流动时，为什么会具有粘性 因为存在内摩擦力（粘滞力），即剪应力
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（一）应变
1. 概念：物体发生形变时，变化的相对量 2. 物理意义：描述形变的程度 3. 应变的分类：线应变、体应变、切应变
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线应变
F
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体应变
F
l0 l
F
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V
F
V0
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切应变
物体上两互相垂直的微小线段，在其 形变后其角度的改变值
AA' tg
OA
应变特点：没单位的纯数,与原来的长度、体积或形状都没关系
体的流动形态是定常流动，且速度是从0自 下而上正比例地增加到v0
水没有弹性
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三、牛顿粘滞定律 （一）速度梯度与剪变率
1. 速度梯度
① 概念：在流体中某处，速度正在其垂直方向上 ② 的 表变 示化 ：l如率ixm称果0 为在xv该X方处dd向的xv的速微单度小位梯：距度s离-1（△1X/秒上），流速
增量为△V，则速度梯度为△V /△X，微分学 中
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④库厄特流动及速度梯度 • 库厄特流动：是一种特殊的流动方式。流
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（二）应力
1. 外力、内力（分子力） 2. 应力：物体内单位面积上的内力
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应力＝形变时的内力/内力作用面积
表达式： 法向应力： 切向应力：
T F S
Fn
S
F
S
T dF dS
dFn
dS
dF
dS
应力是矢量，单位N/m2（牛顿/米2）
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应变与应力的关系:一一对应关系，即什么样的应变产生什么样的应力。 张应力、压应力（P） 、剪应力