生物力学PPT课件

湿度等因素引起的物体局部的相 对变形。主要有线应变和切应变 两类。
应力应变曲线图：
3）载荷：通常指施加于机械或结 构上的外力；动力机械中通常指 完成工作所需的功率；电机工程 中则指电气装置或元件从电源所 接受的功率。另外，有时也把某 种能引起机械结构内力的非力学 因素称为载荷。
线载荷图示：
载荷可以从不同的角度进行分 类：①根据大小、方向和作用点 是否随时间变化可以分为静载荷 和动载荷；其中静载荷包括不随 时间变化的恒载（如自重）和加 载变化缓慢以至可以略去惯性力 作用的准静载（如锅炉压力）。
17）向心性收缩：肌肉收缩产生 力量，如果阻力负荷低于肌肉所 产生的肌力，肌肉发生收缩这种 状况称之为向心性收缩。
向心性收缩示意图：
18）离心性收缩：若阻力负荷大 于肌肉产生的力，肌肉将被拉长， 这种状况称之为离心性收缩。
19）肌肉张力：肌肉收缩 时在骨杠杆上施加的力称 为肌肉张力。在肌肉上承 受的外力称为抗力或负荷。
2）生物力学基础：生物力学的基础是 能量守恒、动量定律、质量守恒三定 律并加上描写物性的本构方程。生物 力学研究的重点是与生理学、医学有 关的力学问题。依研究对象的不同可 分为生物流体力学、生物固体力学和 运动生物力学等。
二 生物力学名词解析
1）应力：为单位面积上所承受的附加 内力。公式记为
21) 约束反力:是指作用于物体的 力，其大小等于物体加在约束上 的力，方向与之相反。约束反力 的方向总是同阻碍物体运动的方 向相反。
12）骨强度（strength）:是骨组 织对抗发生骨断裂的能力，是骨 组织能承受的极限应力。当骨组 织承受的应力略高于骨强度时， 即发生骨折。30岁以后，男性和 女性的骨强度均有不同程度的下 降。绝经期的妇女，雌激素缺乏， 骨的重建过程紊乱，骨强度明显 减弱。
13）骨刚度（stiffness）：是骨对变 形（strain）应力的抵抗能力。骨 刚度依赖于骨的吸收和重建之间的 平衡。骨的弯曲和变形与骨刚度有 关。骨刚度可以通过定量超声 （QUS）、面积骨密度（BMD）和 微小骨单位分析（UFEA）及骨活 检（骨形态计量学检查）等方法进 行测算。
等张运动示意图：
8）等长运动：（isometric exercises):肌肉收缩而肌纤维不 缩短，即可增加肌肉的张力而不 改变肌肉的长度。
等长收缩运动示意图：
9)等速运动：等速运动是只指 速度的大小不变但方向可能 随时发生变化的运动,如匀速 圆周运动，虽然叫“匀速” 但实际上是等速运动，它的 速度大小虽然不变，但速度 方向却时刻在变化。
4）扭力：使材料产生扭转变形时所施 加的力，单位N·m。
5）等张收缩力：等张收缩（isotonic contraction），是骨骼肌中向心收缩 的一种。等张收缩时，肌肉的收缩只 是长度的缩短而张力保持不变，这是 在肌肉收缩时所承受的负荷小于肌肉 收缩力的情况下产生的，可使物体产 生位移，因此可以做功。
14）绝对肌力：绝对肌力是指肌 肉作最大收缩时所产生的最大张 力。
15）肌肉生理横截面积：是指通 过该肌肉全部肌纤维的横截面积。 肌肉生理横截面垂直于梭状肌的 纵轴，对于长肌来说它是一个平 面；对于阔肌、羽状肌来说，它 是一个曲面。
16）拉伸强度：(tensile strength) 是指材料产生最大均匀塑性变形 的应力。 拉伸强度的计算： σt = p /( b×d)式中，σt为拉伸强 度（MPa）；p为最大负荷 （N）；b为试样宽度（mm）； d为试样厚度（mm）。
其中，σ表示应力；ΔFj 表示在j 方向 的力；ΔAi 表示在i 方向的受力面积。 按照载荷（Load）作用的形式不同， 应力又可以分为拉伸压缩应力、弯曲 应力和扭转应力。

2）应变：用以描述一点处变形的 程度的力学量是该点的应变。为 此可在该点处找到一单元体，比 较变形前后单元体大小和形状的 变化。 即应变是由载荷、温度、
等速运动示意图：
10）黏弹性：高分子材料分 子运动单元的多重性使其力 学响应同时表现出明显的弹 性和黏性特征，即为黏弹性。
11）弹性模量 （ modulusofelasticity ）:又称杨氏 模量。是弹性材料的一种最重要、 最具特征的力学性质。是物体弹性t 变形难易程度的表征。用E表示。 定义为理想材料有小形变时应力与 相应的应变之比。E以单位面积上 承受的力表示，单位为牛/米。模量 的性质依赖于形变的性质。
20）应力应变曲线（stress-strain curve ）
应力和应变是按下式计算的：应力
（工程应力或名义应力）σ=P/A。，应 变（工程应变或名义应变）ε=（L-L。） /L。 式中，P为载荷；A。为试样的原始截 面积；L。为试样的原始标距长度；L 为试样变形后的长度。这种应力-应变 曲线通常称为工程应力-应变曲线，它 与载荷-变形曲线相似，只是坐标不同。
等张收缩力做功：
6）蠕变：固体材料在保持应 力不变的条件下，应变随时 间延长而增加的现象。它与 塑性变形不同，塑性变形通 常在应力超过弹性极限之后 才出现，而蠕变只要应力的 作用时间相当长，它在应力 小于弹性极限时也能出现。
7）等张运动：等张运动 （isotonic exercises):肌肉收缩 时肌纤维缩短，即肌肉长度改变 因而肢体活动。
骨科生物力学名词简 介
一 生物力学原理及基础
1）生物力学原理： 生物力学 （biomechanics ）生物力学是应用力 学原理和方法对生物体中的力学问题 定量研究的生物物理学分支。其研究 范围从生物整体到系统、器官(包括血 液、体液、脏器、骨骼等)，从鸟飞、 鱼游、鞭毛和纤毛运动到植物体液的 输运等。
动载荷包括短时间快速作用的冲击载荷
（如空气锤）、随时间作周期性变化 的周期载荷（如空气压缩机曲轴）和 非周期变化的随机载荷（如汽车发动 机曲轴）。②根据载荷分布情况可分 为集中载荷和分布载荷，其中分布载 荷又可分为体载荷、面载荷和线载荷3 种。③ 根据载荷对杆件变形的作用可
分为轴向拉伸或压缩载荷、弯曲载荷 和扭转载荷等。