生物力学_复习重点

力:力是物体之间的相互机械作用,其作用效果是使物体的运动状态和性状发生改变。

大小,方向,作用点是力的三要素。

力的基本分类:长程力:能穿越空间作用到物体上的力,如万有引力,电磁力,惯性力。

短程力:必须通过物体接触传递的力,如:摩擦力,剪切力,压力。

内力：是物体内部的相互作用力，指由外力作用所引起的,物体内相邻部分之间分布系的合成。

物体受到外力作用而发生形变时，其内部各质点的相对位置要发生变化，不受外力时各质点的原有相互作用力也发生改变，因外力作用而引起的质点之间内力的改变量，就是形变体力学中所研究的内力。

指由外力作用所引起的,物体内相邻部分之间分布内力系的合成。

力偶：大小相等、方向相反、作用线不在同一直线上的一对力,其三要素为：力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用平面。

其作用只有转动效应，而无移动效应。

m=±Fd，两个力偶等效条件为大小相等，方向相同。

力偶的二力对空间任一点之矩的和是一常矢量,称为力偶矩。

力矩：是指从给定点到力作用线任意点的向径和力本身的矢积，也指力对物体产生转动效应的量度，即力对一轴线或对一点的矩。

用来描述力对刚体的转动作用。

约束:阻碍非自由体运动的限制物。

约束反力：约束对物体的作用就是力的作用，约束对被约束物体运动的阻碍作用,称为约束反力，约束反力表明了约束对物体的力的一种被动性,由于物体运动,而产生阻碍,由物体对约束的接触而产生的反作用力。

约束反力的方向与该约束所能阻碍的运动方向相反。

约束反力的作用点是被约束物体与约束的接触点；约束反力的大小从受力体的平衡方程中求解。

应力：作用于单位面积上的表面力,连续介质力学里，应力定义为单位面积所承受的作用力。

应变：物体任一点因各种作用引起的形变,单位长度物体的纵向（或横向）变形来衡量构件的变形程度。

血管壁的张力由弹性张力和平滑肌产生的主动张力两部分组成。

张力：受到拉力作用时,物体内部存在于其内部而垂直于两邻部分接触面上的相互牵引力。

周向张力：取任意通过管轴的纵截面，截面管壁之间有垂直于截面的拉力，该拉力与管长度L之比为单位管长的作用力Tc，Tc方向与圆周方向切向一致，称为周向张力。

轴向张力：取垂直于管轴的截面，截面两侧有垂直于该截面的拉力，平衡与管轴。

作用于单位周长上的该力则称为轴向张力。

正应力：垂直于截面的应力分量称为正应力（或法向应力，用σ表示）表示零件内部相邻两截面间拉伸和压缩的作用。

切应力：在所考察的截面某一点单位面积上的内力,相切于截面的应力分量称为剪应力（或切应力，用τ表示）表示相错动的作用。

粘弹性：兼有弹性固体和粘性流体的双重特性，具有应力松弛、蠕变和弹性滞后三个特点。

粘弹性体内部的任一点在任意时刻的应力状态，不仅取决于当时当地的应变，而且与应变的历史过程有关，是记忆的。

应力松弛：黏弹性材料在总应变不变的条件下,负荷作用于物体而使之突然发生应变后，如保持应变一定时，其应力变形恢复力随时间逐渐减小，这种现象叫应力松弛。

塑性变形：物质，包括流体及固体在一定条件下，在外力的作用下产生形变，当施加的外力撤除或者消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。

延迟弹性：对于粘弹性体，在除去应力时，应变瞬间减少，仅为其中的弹性应变部分γe，随着时间的增加逐渐减少并趋于零，由于消失应力的结果是应变消失，因此认为该物体是有弹性的，但是由于消除应变需要一定的时间因为延迟弹性。

蠕变：若物体在定值应力τo作用下，其应变γ随时间增加，这种现象称为蠕变。

弹性滞后：应力-应变曲线的上升曲线和下降曲线不相重合的现象称为弹性滞后。

表观粘度：是指在一定速度梯度下，用流速梯度除以相应的切力所得的商。

表观粘度又可以分为剪切黏度和拉伸黏度。

弹性模量：又称杨氏模量，弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质，是物体弹性变形难易程度的表征，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值称为弹性模量。

心动周期：在心房或心室舒张时，心肌松弛，心腔扩大，内压降低，静脉血回流入内；在心房或心室收缩时，心肌收缩，心腔缩小，内压升高，从腔内将血液泵入动脉。

心脏收缩和舒张一次的时间，称为一个心动周期。

牛顿流体：是指在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的低粘性流体。

任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体。

非牛顿流体：指其剪切力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。

不符合牛顿切应力公式，且粘度随切应力和切变率而变化的流体。

绝大多数生物流体都属于非牛顿流体。

Poiseuilli定律：流体在水平圆管中作层流运动时，其体积流量Q与管子两端的压强差Δp，管的半径r，长度L，以及流体的粘滞系数η有以下关系：Q=π×r^4×Δp/(8ηL)D
泊肃叶流动：牛顿流体在圆管中定常层流流动称为泊肃叶流动。

骨的功能适应性原理：活体骨按其所受应力而改变成分、内部结构和外部形态。

应力遮挡效应：指由于固定材料的力学分流对骨骼造成强度降低及愈合延迟等生物学影响。

改变固定材料的几何形状设计是降低应力遮挡效应的有效途径。

应力遮挡力学:当不同弹性模量的成分并联承担载荷时,较高弹性模量的成分承担较多的载荷,即对低弹性模量成分起到应力、应变遮挡作用；两种或者两种以上的材料组成一个机械系统时，弹性模量大的材料承担更多地负荷。

血管模型：其应力-应变关系呈非线性性质。

血管壁内弹性纤维和胶原纤维的含量对动脉力学性质有何影响？
弹性纤维的拉伸弹性模量较小，抗张强度低，滞后环很小，应力松弛相当不明显，力学性质接近于完全弹性体；胶原纤维的拉伸性模量比弹性纤维大得多，抗张强度高，滞后环较大，应力松弛现象较显著.在血管系统中，不同的动脉管段中弹性纤维、胶原纤维和平滑肌的含量不同，主动脉中弹性纤维含量较高，与胶原纤维的比值大约为2；在股动脉、颈动脉和冠状动脉中，弹性纤维含量低，与胶原蛋白比值大约1/2。

远离心脏的动脉弹性纤维含量降低，平滑肌含量增加，故其顺应性——动脉血管的可扩张能力变差。

弹性蛋白纤维、胶原蛋白纤维和平滑肌的应力-应变曲线
弹性单纤维的滞后环很小，胶原蛋白纤维的滞后环较弹性蛋白纤维大，平滑肌的滞后环最大；
弹性蛋白纤维、胶原蛋白纤维和平滑肌的应力松弛曲线
弹性蛋白纤维（弹性体）基本没有应力松弛，胶原蛋白纤维（粘弹性，有一定的应力）的应力松弛较弹性蛋白纤维显著，平滑肌（粘性体）的应力松弛非常显著，最终可趋于零。

什么是应力，较之通常意义的“力”，强调什么？画图展示血管最主要的几个截面的应力。

所谓应力，是指单位面积里物体所受的力，它强调的是物体内部的受力状况；一般物体在受到外力作用下，其内部就会产生抵抗外力的应力；物体在不受外力作用的情况下，内部固有的应力叫内应力，它是由于物体内部各部分发生不均匀的塑性变形而产生的。

为什么红细胞聚集是切变率下血液呈非牛顿性的主要因素？
静止状态下，红细胞在血浆中聚集聚集形成叠连和网络，该网络具有一定的强度，只有当切应力高于其强度时，网络才会被破坏，血液才会流动，血液才会流动，此时的切应力即为血液的屈服应力，当血液流动切变率较低时，红细胞叠连存在；当切应力增大时，叠连逐渐裂解，因而血液表观粘度减小，当切应力达到一定值时，叠连几乎完全破裂为单个细胞。

因此，红细胞的聚集是低切变率下血液非牛顿行为的主要原因。

动脉顺应性的定义以及与动脉的可扩张能力有什么关系？
动脉血管的压力-容积曲线的斜率为动脉的顺应性，表示了动脉的可扩张能力，动脉顺应性是指血管壁的缓冲能力，是动脉血管壁的内在弹性特性，它是脉搏波传播速度的决定因素。

动脉管内的压力增大时，由于动脉管壁的弹性，动脉扩大，容积增加。

椎板流体中流动流体的表观粘度？
站立受力分析
血管弹性模量
弹性后效:弹簧管的自由端,在压力除去后,开始时出现较大的回程误差,并不能立即回到零位,但经过停留一段时间以后,则情况逐渐消失的现象称为弹性后效。

弹性滞后：弹簧管在压力缓慢变化时，示值的进程与回程不相重合，存在着一定的变差称为弹性滞后，弹性滞后的现象是难免的，只有程度大小之分及是否符合允许差范围的问题。

①弹性后效随时间消失；弹性滞后始终存在。

②弹性后效不会零，而弹性滞后在零点与满度处基本重合，其余示值存在来回程
差。