口腔修复生物力学基础分解
固定义齿修复的生理基础
固定义齿修复的生理基础
一、固定义齿修复的生理基础是建立在神经肌肉生理学－牙合、关节、肌肉三位一体功能学基础上的修复学
咀嚼力：咀嚼肌收缩时所能发挥的最大力量。
咀嚼力平均值是22. 4-68.3Kg
咀嚼压力：咀嚼力的一部分，合力仅为10-23Kg。
牙周潜力：在日常生活中，咀嚼食物时所需牙合力仅用考，试大收集整理了牙所能承受牙合力的一半，牙周组织还储存了相当大的储备力量，临床称为牙周潜力，是固定义齿修复的生理基础。
二、牙周膜面积
基牙的牙周潜力主要由基牙的牙周组织和颌骨的健康状况决定，牙周膜起着重要的作用。
临床上常用牙周膜面积大小评价基牙的支持力选择基牙。
1.牙周膜面积测量：上下颌第一磨牙〉第二磨牙〉尖牙。
面积最小的是上颌侧切牙和下颌中切牙
2.牙周膜面积的变化：牙周膜面积的减少程度受牙根考试，大收集整理的形状和数量的影响。
单根牙颈部区域的牙周膜面积最大；多根牙在根分叉处的面积最大，颈部次之，根尖处最小。
3.牙槽骨结构：健康的牙槽骨X线片上显示骨质致密，骨小梁排列整齐，对咬合的承受力高，具有较多的牙周储备力废用牙牙槽骨牙槽骨废用性吸收，牙周储备力下降。
口腔力学基础 口腔修复生物力学 口腔修复生物力学
1 · 定义 2 · 基本研究方法
授课 内容
一、定义
口腔修复生物力学
利用
研究
分析
达到
01
力学方法和 理论
02
03 口 腔 功 能 过
口腔组织和修
程中，修复
复体的力学性
体产生各种
质、行为
力学现象
04 揭 示 修 复 体
功能活动时 的力学特点 和本质
解决口腔医学中的临床实际问题
基本研究方法01 应力、应变
光测力学分析法
02 光弹性法、全息光弹性法、 光弹贴片法等
03 显微激光应力分析法
04 电测力学分析法
精度高、分辨率高、透光性 强，透光性差的复合材料
电阻应变原理，义齿局部基托受力分析
05 有限元和无线元法
数值法
牙体修复的生物学基础
牙体修复的生物学基础
牙齿是人体最坚硬的器官之一，由牙釉质、牙本质和牙髓组成。
牙釉质是牙齿最外层的硬组织，具有保护牙齿的功能；牙本质是牙
齿的主要组织，负责支撑和保护牙齿；牙髓则是牙齿内部的软组织，包含血管、神经和结缔组织，起着营养、感觉和防御的作用。
当牙齿受到损伤或蛀牙时，牙体修复就显得尤为重要。
在牙体
修复过程中，生物学基础的理解对于选择合适的修复材料和保护牙
体组织至关重要。
常见的牙体修复材料包括复合树脂、金属合金、
陶瓷等，它们需要与牙体组织相互作用，达到保护和修复牙齿的效果。
此外，牙体修复的生物学基础还涉及到牙体组织的再生能力。
牙齿具有一定的自我修复能力，例如牙本质中的小管道能够自行修
复小面积的损伤。
而对于较大范围的损伤，牙体修复材料需要与牙
体组织良好地结合，促进牙体组织的再生和修复。
总的来说，牙体修复的生物学基础包括了牙齿结构、牙体组织
的生理功能和修复材料与牙体组织的相互作用。
通过深入理解牙体
修复的生物学基础，我们可以更好地选择合适的修复材料，保护牙体组织，促进牙齿的再生和修复，从而实现牙体修复的最佳效果。
口腔助理医师口腔修复辅导：固定桥机械力学和生物力学分析
⽬的：优化设计，分散合⼒，对固定桥承担的合⼒必须在机体可能接受的⽣理范围内，不引起任何病理性变化；同时，尽量减少或消除对基⽛及⽀持组织有损害的应⼒集中现象，保护⼝腔硬软组织。
⼀、机械⼒学分析 （⼀）简单⽀持梁的受⼒分析 （⼆）简单固定梁的受⼒分析：固定桥中的双端固定桥、半固定桥、单端固定桥与简单固定梁三种形式相似 （三）机械⼒学在固定桥中的应⽤ 1.双端固定桥 1）修复后合⼒分散，应⼒分布均匀，有利于⽛周组织的健康 2）两端基⽛的差异，分担的⼒值也有差别。
3）双端固定桥的基⽛中，若⼀侧的⽀持⼒较弱，应在该侧增加基⽛。
4）双端固定桥基⽛能承受较⼤的垂直向载荷，但对⽔平向载荷承受能⼒最⼩，注意减少⾮轴向⼒ 2.半固定桥 1）半固定桥接受垂直载荷时，活动连接端的基⽛负重较⼩。
2）半固定桥有⼀定的对抗栓体合向移位的能⼒。
3）半固定桥的活动连接端基⽛受⼒时也可出现应⼒集中现象。
3单端固定桥 1）单端固定桥接受垂直载荷时，近缺隙侧基⽛承受的是压应⼒，倾斜度增加压应⼒显著增加。
远缺隙侧基⽛主要接受拉应⼒。
2）单端固定桥应⼒集中于基⽛的颈部和根尖区。
3）两基⽛单端固定桥接受垂直载荷时，转动中⼼位于两基⽛⽛间的⾻间隔内。
4）单基⽛单端固定桥接受载荷时，对基⽛的损伤⼤，尽量少采⽤此设计。
4.复合固定桥 （1）受⼒反应复杂 （2）注意轴向旋转⼒ 5.倾斜基⽛固定桥的应⼒分析 1）倾斜基⽛接受较⼤的⾮轴向⼒，预备时应尽量减少其倾斜度 2）⼀定倾斜度范围的基⽛在固定桥修复后，可改善倾斜基⽛的应⼒分布状况。
3）倾斜基⽛固定桥的倾斜度较⼤时，可产⽣向近中的推⼒，必要时增加前基⽛的数⽬。
⼆、固定桥表⾯的应⼒分析 1.应⼒的⼤⼩和应边的⽅向与载荷作⽤的部位、⼤⼩有关。
2.表⾯应变随载荷的加⼤⽽增⼤； 3.加载点的位置与桥体的应⼒反应 4.固定桥的拉应⼒区和压应⼒区随多点载荷的变化⽽变化 5.影响固定桥桥体应变的因素（桥体的长度、宽度、⾼度） 6.固定桥制作材料的刚度影响应变，弹性模量⾼，应变⼩。
正畸矫治中的生物力学及生物学原理生
正畸矫治中的生物力学及生物学原理生正畸矫治是指通过应用合适的力学作用和生物学原理，修复错位的牙齿，使其恢复正常位置和功能的一种治疗方法。
在正畸矫治中，生物力学和生物学原理起着至关重要的作用。
首先，生物力学是指应用于生物体上的力学原理和技术。
在正畸矫治中，生物力学的目的是通过施加适当的力量来改变牙齿和颌骨的位置、角度和关系，从而达到调整牙齿和面部外形的效果。
生物力学的原理包括以下几个方面：1.力的选择和施加：在正畸矫治中，力的选择和施加是非常关键的。
过大的力量可能会导致牙齿移动过快，引起根吸收；过小的力量则可能导致牙齿移动缓慢或无法移动。
因此，力的大小、方向和时间都需要综合考虑，以达到最佳矫治效果。
2.力的传递和作用：正畸矫治中，力的传递和作用方式有很多种。
最常见的力的传递方式包括弹性力和摩擦力。
弹性力可以通过橡皮圈、金属弓等器械施加在牙齿上，从而实现对牙齿的调整。
摩擦力则是通过述缘摩擦作用来实现牙齿的移动。
在力的作用过程中，牙齿和颌骨组织会受到一定的应变和压力，从而引起牙齿的吸收和新骨的生成。
3.力的调节和控制：在正畸矫治中，力的调节和控制非常关键。
力的调节包括力的大小和方向的调整，以适应不同牙齿错位病情的需要。
力的控制则是通过定期检查和调整，使力的作用保持在一个合适的范围内，避免对牙齿和颌骨组织造成不可逆的损伤。
其次，生物学原理在正畸矫治中也起着重要的作用。
生物学原理主要包括以下几个方面：2.牙周组织的适应和重建：正畸矫治中，由于牙齿的移动和调整，牙周组织也会受到一定的影响。
牙周组织的适应和重建是指牙周组织在力的作用下的调整和恢复过程。
牙齿的移动和调整会引起附着于牙齿上的牙龈、牙槽骨和牙骨膜组织的变化，通过牙周创面的愈合和组织重建，可以实现牙齿的稳定和固定。
3.牙齿生物力学：牙齿生物力学是指牙齿在正常咀嚼功能下所受到的力学作用和反应。
在正畸矫治中，牙齿生物力学的原理主要用于指导正畸器的设计和使用。
口腔颌面部种植修复的生物力学和稳定性研究
口腔颌面部种植修复的生物力学和稳定性研究随着现代医学技术的不断发展，口腔颌面部种植修复已成为一种常见的治疗手段。
该方法通过种植种植体（即人工牙根）来替代缺失的牙齿，以恢复咀嚼功能和美观效果。
但是，种植修复的生物力学和稳定性一直是研究者关注的焦点。
本文将详细探讨口腔颌面部种植修复的生物力学原理和稳定性研究。
一、生物力学原理口腔颌面部种植修复的生物力学原理主要包括种植体的力学性能和周围组织的响应。
种植体的力学性能是指种植体自身的材料力学特性，如弹性模量、硬度和抗拉强度等。
种植体的力学性能对种植修复的稳定性具有重要影响。
另外，周围组织的响应也是种植修复的关键。
正常的牙齿在咀嚼时会产生较大的咬合力，而通过种植修复恢复的人工牙根同样需要能够承受来自咀嚼的力量。
周围组织对种植体的生物力学响应包括骨质组织的生长与重塑、牙周膜的稳定性等。
二、种植修复的稳定性研究为了提高口腔颌面部种植修复的稳定性，研究者们进行了大量的实验研究。
以下将从不同角度论述。
1. 种植体的形状与纹理种植体的形状和纹理对其稳定性具有重要影响。
研究显示，种植体的形状应尽量与缺失牙齿的牙槽骨相匹配，以提供最佳的力学支持。
此外，种植体的表面纹理也需要考虑，毛细胞的生长与附着对种植体的稳定性至关重要。
2. 种植体与骨组织的结合种植体与骨组织的结合是种植修复的核心问题。
研究表明，种植体表面的生物活性涂层可以促进种植体与骨组织的结合，提高修复的稳定性。
这些涂层可以通过增加粗糙度、改善表面能以及引发生物反应来实现。
另外，种植体的长度和直径也会影响其与骨组织的结合力。
研究者发现，较长的种植体可以提供更多的支撑面积，增加骨质的接触面积，从而提高修复的稳定性。
3. 牙周膜的稳定性牙周膜的稳定性对种植修复的长期成功至关重要。
牙周膜是种植体与周围组织之间的连接层，起到缓冲作用和保护作用。
研究表明，保留正常的牙周膜可以促进种植修复的稳定性，并减少植入体周围软组织的炎症反应。
正畸的生物力学和生物学基础
牙骨质 (cementum) 生物学特性
附着功能 增生 抗吸收 修复
•附 着 牙 周 膜 •附 着 牙 龈
正畸的生物力学和生物学基础
正畸教研室 - 赵立星
口腔正畸就是通过各种矫正装置来调整颌面部骨、牙齿和神经肌肉三者 之间的平衡和协调，最终达到改善面型、排齐牙齿、提高咀嚼效能的目 的。
口腔正畸学是所有医学学科中与“力”关系最密切的一门学科！
我们怎样追寻正畸 学的
牙齿移动的生物力学和生物
学 矫治力（弓丝、橡皮筋
旋转中心 (center of rotation) ： 指物体在外力 作用下转动时所围绕的点。旋转中心随外力及 力矩的变化而变化，它与阻力中心是两个完全 不同的概念。
牙齿的阻抗中心和旋转中心
牙齿除了有质量外，还通过牙周膜与牙槽骨相连。 牙根表面不同部位阻力不是均匀一致 不同的牙移动类型，其支持组织反应也不尽相同
• 颌外支抗 (extraoral anchorage) ：用头的 顶枕颈部作支持，以矫治牙、牙弓和颌骨。
支抗的种类
交互支抗 (reciprocal anchorage): 用 支持力相等的牙齿作交互支持 , 以 达到相互移动的效果 , 此时支抗力 同时也是矫治力 .
差动力支抗 (differential forces anchorage): 同样大小的力作用于 两个或两组不同的牙齿 , 根据其 产生的组织反应不同，使需要移 动的牙得以移动，不需移动的牙 很少移动甚至不动。这是一种生 物力学支抗，其机制在于不同的 牙其牙周膜面积不同，使其移动 的力值也不同
大多数学者认为的牙体阻抗中心 位置：单根牙约位与牙根颈 1/3
与中 1/3 交界处的牙长轴上 （ 2/5-3/5 ），多根牙位于根分
28-口腔固定修复生物力学
▪ 约束力及其影响因素 ▪ 粘固力及其影响因素
粘固力及其影响因素
▪ 1、粘接剂种类
▪ 1）玻璃离子 ▪ 2）树脂性
化学结合与机械力
▪ 3）磷酸锌，仅机械性
▪ 2、面积 ▪ 3、表面状况：酸蚀处理，清洗，干燥 ▪ 4、粘固剂强度：压缩；拉伸 ▪ 5、操作因素：水粉比、调拌时间，调拌
2.材料
▪ 选高强度材料，制作时避免应力集中
▪ （瓷修复时应圆滑）
3.界面
▪ 核心问题为界面问题，联合体让牙体与修 复体融为一体
▪ 牙合力均匀传导，调牙合，避免侧面力及 局部固位体应力集中
三、牙体组织切割时的应力
应力----应变----折裂
▪ 切割会令局部牙体组织产生裂纹，造成折裂 ▪ （一）切割：与刀刃的锋利、速度、力量决定 ▪ （二）切割生热
▪ 聚合度↑，修复体内部应力↑ ▪ 7.5°
（三）邻面设计
（四）边缘设计
▪ 圆钝内线角 ▪ 凹面型
▪ 羽状 ▪ 肩台斜面型 ▪ 尖锐90°肩台
二、金瓷冠和全瓷冠
▪ （一）修复体设计原则 ▪ （二）修复体粘固
（一）修复体设计原则
▪ 冠的预备在近远中向尽可能对称 ▪ 避免设计中的尖锐转角，预备体表面光滑，
▪ 点、线、角、宽度、深度、固位针（类型、 直径、长度、数目等）
▪ 固位针材料应选高弹性模量材料，要求其 变形小。
固位钉
▪
3·E·δπd4
▪ W=
▪
64L3
▪ 固位钉
▪
64W·L3
▪ δ=
▪
3E·πd4
▪ W：抗载荷能力，载荷值
δ：变形量
▪ E：弹性模量
第六章 口腔正畸生物力学 课件
（二）牙体组织的变化
1、牙骨质的变化
牙骨质抗压能力较强，反应不敏感； 适宜的正畸力牙槽骨吸收而牙骨质不吸收； 少量吸收，吸收范围小，程度轻，X线片上难发现，并修复较快； 成牙骨质细胞/破牙骨质细胞来自于——
（二）牙体组织的变化
2、牙根吸收
进行性吸收 ：单个牙齿或多个牙齿，程度中等 矫治力过大，时间过长 →根尖圆钝，牙根变短
正畸治疗牙移动的过程通常可分为两个阶段： ①生物力学阶段（biomechanical phase）： 力作用于牙齿→牙周膜和牙槽骨，产生应力 ②生物学阶段（biological phase）： 应力使牙周膜和牙槽骨发生组织学改建→牙齿移动
0 1 / 正畸生物力学的基本知识
0 2 / 正畸治疗的生物学基础
第六章 正畸治疗的
生物力学
前言
正畸治疗是通过使用矫治器产生适宜的力，将力作用于牙齿、 颌骨或颞下颌关节，从而引起牙周支持组织、颌骨周围骨缝或颞 下颌关节发生相应改建，使牙齿或颌骨产生移动来完成的。
正畸医生只有了解力的作用机制及副作用，才能制定出正确 的治疗计划、施力方案，最终达到预期的矫治效果。
前言
2.弹性橡皮圈 力量柔和持续，但受口内环境影响，力值衰减较快。
3.高分子材料膜片 通过材料膜片的弹性形变产生回弹力
（六）颌骨矫形治疗的生物力学
对于生长发育期的骨骼畸形的儿童，可以通过矫形治疗来促进或者 抑制颌骨的生长发育，达到矫治的目的。
因矫治力的部位和方向不同，使上颌骨产生水平向前或者向后移动 的同时产生垂直向上或者向下的移动，这对调整颌骨矢状向和垂 直向关系至关重要。
（四）正畸治疗中影响牙周组织改建的因素
2、机体因素 （1）年龄和生长发育：
乳牙期；替牙期和恒牙初期；青春后期；成年 （2）骨代谢与骨改建
口腔修复生物力学基础
第五节 力学分析
机械力学分析 生物力学分析
• 生物力学原则 口腔生物力学是应用力学的原理、方法
和工程技术研究口腔颌面部生理、病理及 矫治修复变化规律的学科。口腔修复学是 医学与现代科学技术紧密相结合的一门学 科，属生物医学工程范畴。口腔修复学与 生物力学两者紧密相连。
• 生物学与生物力学原则
1. 生物学原则 (1)修复体的材料对人体无害 (2)根据余留牙的条件及支持组织的情况，
恰当恢复功能，应防止基牙受力过大，避 免扭力、侧向力等损伤性外力对其牙周组 织的损害。
• 应力：当材料受外力时材料内部对外部的 反应。
• 应变：当材料受外力是引起的变形
• 弯曲强度：在试件的两支点施加载荷，至 试件破坏时的单位面积载荷值。
第六节 固定义齿的固位、支持、稳定
固位原理
约束力 摩擦力 粘着力
基牙的受力运动与固位
颊舌向动 P
F
近远中向运动
F
F
垂直向运动 P
B
F E D
上下颌牙排列的特点和固位
固定桥的稳定性
双端固定桥
单端固定桥
复合固定桥
• 屈应力在极限内无反应，超过极限，梁发 生弯曲变形。
2 简单固定梁的受力分析
3 机械力学在固定桥中的应用
双端固定桥的受力分析
P
P
F F
半固定桥
单端固定桥
生物力学原理分析
目的：优化设计、分散力量 口腔修复体受力分析的常用方法
实验应力分析法 电阻应变测试法 光力学法
理论分析法 有限元分析法
• (3)义齿的设计与制作中，应尽量减少对天 然牙的覆盖。避免过多磨切牙体组织，义 齿部件应与口腔组织密合，减少食物嵌塞 、滞留，以防龋坏与牙龈炎的发生。
口腔修复学
口腔修复学第一章绪论第一节：概述一、定义：口腔修复学：研究用符合生理的方法修复口腔及颌面部各种缺损的一门科学。
（prosthodontrcs）二、任务：研究口腔及颌面部各种缺损的病因、机制、症状、诊断、预防和治疗方法，利用人工材料制作各种修复体，以恢复、重建各类缺损或异常的口腔颌面系统疾病，从而恢复其正常形态和功能，以促进患者的身心健康。
三、口腔修复学的临床内容：包括牙体缺损或畸形的修复治疗；牙列缺损或畸形的修复治疗；牙列缺失的修复治疗；牙周疾患、颞颌关节疾患及牙合异常等的预防和修复治疗。
四、口腔修复的基本过程是：详细搜集患者的病史及检查口腔颌面系统的状况，作出初步的诊断，复制口颌组织形态的模型，在模型上结合检查结果，作出诊断和设计。
在模型上或在口内用人工材料制作修复体或矫治装置，经过精细加工达到要求后，在患者口内试合、就位、调整，以恢复丧失的外形和功能，并定期复诊、检查、维护修复体，使之正常行使生理功能。
五、主要的基本治疗手段：是采用设计、制作人工装置的方法来恢复上述各类缺损、缺失和畸形而失去的形态与功能，使之尽可能达到或接近正常水平。
六、修复体的类型：①各类冠修复体，②固定义齿，③可摘局部义齿，④覆盖义齿，⑤附着体义齿，⑥固定-活动义齿，⑦套筒冠修复体义齿，⑧全口义齿，⑨种植义齿，⑩粘结，⑾颌面缺损的修复体，⑿牙周夹板，⒀咬合病矫治器，⒁关节病矫治器，⒂各类治疗、诊断用的暂时/过渡修复体等。
七、口腔修复体的质量总体要求：①具有生物兼容性，能与口颌系统和谐。
②能发挥恢复、改善口腔缺损部位组织器官的功能。
③对患者无伤害。
④设计合理，制作精良，便于维护。
⑤能满足患者合理的生理、心理的需要。
⑥使用期达到欲期要求。
⑦相应的价格合理。
八、基础理论：医学基础、口腔医学基础、口腔临床医学、应用材料学、材料力学、工艺学、生物力学、工程技术学、美学等应用科学.九、基本技术：牙体制备技术、印模技术、支架弯制技术、排牙技术、铸造技术、焊接技术、磨光和抛光技术、研磨技术.十、口腔修复学的历史：国外、国内第二章口腔修复生物力学基础一、定义：生物力学：一门由生物学、医学、工程力学、物理学和数学相结合的科学，综合体，各学科彼此渗透、相互交叉、紧密联系。
生物基础、机械生物力学
倾斜基牙固定桥的应力分析
1、减小基牙倾斜度 2、一定范围内可改善倾斜基牙的应力分 布状况 3、倾斜度较大时，可能产生近中推力， 必要时增加前基牙数
固定桥基牙牙周组织应力分析
1．牙列缺损修复前后对比 2．基牙数目与形态 3．固定桥受力的大小和方向 4．固定桥的位置
应力集中区与结构的关系
1、应力集中区 2、应力集中区与结构的关系
屈矩(bending moment)：固定梁的桥基受力时不 moment)：
断有负重反应，还有克服两端向上翘起的力矩 反应，该力矩反应称为屈矩。 半固定梁：固定端有负重+ 半固定梁：固定端有负重+屈矩反应，活动端只 有负重反应 单端固定梁：固定端有负重+ 单端固定梁：固定端有负重+屈矩反应，游离端 无反应 简单固定桥与简单固定梁受力的类比关系
简单支持梁的受力反应
3×600=12R 600=12R RL+Rr=600kg
中性平面( 中性平面(neutural plane) 压缩区( 压缩区(compressive zone) 伸张区( 伸张区(extensive zone) 内压力 屈应力( 屈应力(Bending stress) 外张力
牙周膜面积
不同牙牙周膜面积分布情况 牙周膜面积的增龄性变化 牙周膜面积的病理性改变
牙槽骨结构
牙槽骨的作用 牙槽骨与合力的关系 牙槽骨正常的X线表现 牙槽骨生理和病理性丧失
第五节 固定桥的机械力学原
理和生物力学分析
一、机械力学分析 二、生物力学分析
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我国生物力学研究 • 起步较晚。 • 1963年，尚天裕经理论力学与材料力学研究后， 对小夹板的材质、规格做了规定，对捆扎布带定 理化，固定机制理论化。 • 目前许多高等院校开设了生物力学课程，并培养 有关方面的研究生。
力学基础知识
目的要求 • 掌握：应力、应变、弹性模量、材料的黏弹性等 概念， • 熟悉：力的概念、特点、杠杆的相关知识；牛顿 第一、二、三定律。 • 了解：人体各组织生物力学性质与力学基础的关 系。
力学基本概念
力的概念
• 力：是一个物体对另一物体的作用。 • 力的特点：力的大小、力的方向、力的作用点。 • 力的效应： 改变物体运动状态（运动效应，外效应） 使物体的大小和形状发生改变（变形效应，内效应）
• 力的分类： 1.万有引力： 1）对于大质量的物体意义大 2）重力与重量的区别：重量是物体施加于其他物 体的的力，而重力是物体本身所受的地球引力。 3）人体重心：人体所受重力的合力作用点。位于 身体正中面上第三骶椎上缘前方7CM处，大约在 身高的55-56%。人体重心移动取决于身体的移动。
分析： 屈服点和断裂点对应的应变范围大，说明材料能 发生较大的塑性形变，具有延展性，为塑性材料， 反之材料具有脆性。 问题： 举例塑形材料和脆性材料。
• 2.弹性模量 弹性模量也称为杨氏模量 胡克定律：在材料弹性极限范围内，材料的应和 应力是正比关系。 不同固体的杨氏模数约值材料 • 橡胶（微小应变）0.01-0.11 • 低密度聚乙烯0.2 • 尼龙2-4 • 橡木（颗粒表面） • 钛 (Ti)105-120 • 合金与钢190-210 • 钻石1,050-1,200
• Ⅰ阶段 线弹性阶段 拉伸初期 应力—应变曲线为一 直线，此阶段应力最高限称为 金属钋材料的比例 极限σe. • Ⅱ阶段 屈服阶段 当应力增加至一定值时，应力— 应变曲线出现水平线段（有微小波动），在此阶 段内，应力几乎不变，而变形却急剧增长，材料 失去抵抗变形的能力，这种现象称屈服，相应的 应力称为屈服应力或屈服极限，并用σs表示。 • Ⅲ阶段 为强化阶段，经过屈服后，材料又增强了 抵抗变形的能力。强化阶段的最高点所对应的应 力，称材料的强度极限。用σb表示，强度极限是 材料所能承受的最大应力。 • Ⅳ阶段 为颈缩阶段。当应力增至最大值σb后，试 件的某一局部显著收缩，最后在缩颈处断裂。 对低碳钢σs与σb为衡量其强度的主要指标。
• 杨氏模量以英国科学家托马斯· 杨命名。 • 杨氏模量取决于材料的组成。举例来说，大部分 金属在合金成分不同、热处理在加工过程中的应 用，其杨氏模量值会有5％或者更大的波动。 • 很多材料的杨氏模量值非常接近。
弹性模量 • 1.材料的弹性和塑料 不同的材料有不同的应力-应变曲线，曲线包括：弹性区、 塑性区 1）0-e点，载荷和变形之间存在的是线性关系，应力-应变 曲线为直线，成正比关系。撤去外力时材料会恢复到时原 形。 2）e点对应的应力是应力-应变关系呈正比的最大应力， 为正比极限。 3）e点到b点：应力和应变不再成正比关系 4）b点对应的应力是材料处于弹性区的最大应力，为弹性 极限。 5）b-e点，是非线性，材料会发生永久性变形，是材料的 塑性区。
2.接触力： 物体因接接触变形而产生的相互作用力。 物体接触时，在接触部位会产生变形，而变形的 物体在一定限度内总是企图恢复原状，而产生力。 ？？只接触不变形可能吗？？ 3.弹性力： 最典型的弹性力是弹簧的弹性力。
4.摩擦力 当互相接触的物体有相对滑动或相对滑动趋势时， 在接触面的切线方向出现了阻止相对滑动的作用 力。 不仅在固体之间发生，还在固体与液体、固体与 气体之间发生，但对速度的依赖关系是不同的。 最大静摩擦力的方向与相对滑动趋势相反，与正 压力成正比，称为库仑定律。 滑动摩擦力与接触面的表面状态有关，也与正压 力成正比，且与速度有关，开始时随速度的增加 而减小，而后随速度的增加而增大。 速度不大时滑动摩擦力小于最大静摩擦力。
应力和应变 • 1.正应力和应变 1）物体受到拉力或压力时其长度会有变化。 2）正应力：垂直作用在物体面积为S某截面的单 位面积上的内力为物体在该截面处所受的正应力。 3）物体受拉力作用时是张应力，受压力作用时是 压应力 4）相关公式：欧拉正应力、拉格朗日定义。针对 截面面积有无改变而定。 5）物体受张应力的作用而伸长，此时的应变为张 应变；物体受压应力的作用而缩短，此时的应变 为压应变。
• 2.切应力和切应变 在长方体的内部任取一个与其底面平行的横截面， 由力的传递，截面上下的两部分也互相施加与截 面相切的且与F的大小相同的内力，且长方体发生 平行移位移，这种变形称为剪切形变（切变）。
Байду номын сангаас
• 3.体应变和体压强 对各向同性的物体，在外力作用下，引起它体积 发生变化的应力是物体内部各外方向听截面上都 有的相同的压应力（体压强）。 应变是物体在应力作用下的相对形变。 热、电因素也可引起应力和应变。
第四节
机械力学和生物力学 分析
WHO?
概念
生物力学 • 是研究生物的结构、功能、发生和发展的规律以 及生物与周围环境的关系等的科学。 • 是力学、生物学、医学等学科之间相互渗透的边 缘学科。 • 通过生物学与力学原理方法的有机结合，认识生 命过程的规律；解决健康领域的科学问题。
• 分支学科： • 1.组织与器官力学：包括骨力学、软组织力学、 肺力学、心脏力学、子宫力学、口腔力学、颅脑 力学等。 • 2.血流动力学：包括血液流变学、动脉中的脉动 流、心脏动力学和微循环力学等。 • 3.生物热力学：包括生物传质传热理论、应用生 物控制理论以及药物动力学等。
5.肌肉力 • 肌肉兴奋收缩产生肌张力，肌肉力简称肌力。
应力和应变
人体受力可分为： 1.外力：体积力或表面力、永久性载荷或暂时性载 荷、静载荷或动载荷。 2.内力：组成物体的各部分之间的相互作用力。
形变： 物体在外力作用下其形状和大小总要发生改变 形变的分类： 1.弹性形变 2.塑性形变（范性）