生物力学课件

生物力学第一章概论第一节生物力学概貌一.生物力学概念及学习的重要性力学---研究力及物体机械运动与其应用的科学.生物学---研究生命结构、功能、发生、发展规律的科学.生物力学---力学、生物学、医学结合的一门边缘学科，是力学原理在生物学中的应用，以此来研究生物与力学有关的问题.人的整体各个器官生命的过程运动生物力学工程生物力学医学生物力学流体生物力学固体生物力学重视：1.力学是其他科学的基础2.生物力学是力学发展的动力3.生物力学将自然界的启示应用于工程技术----仿生学空气动力学飞机生物力学生理学、诊断学、外科学、修复学鸟、响尾蛇、蝙蝠、海豚、鸭子、锯草……二.生物力学的发展渊源*英国WillianHarvey1615年血液循环1小时心输出量：*Galileo1638年*Boreli1680年《论动物的运动》生物力学史上第一部专著*Poiseuille水银压强计*德国VonHelmboltz眼底镜，神经传播速度30m/s

Galileo发现加载与骨形态的关系1834Bell骨可以使尽可能少的材料承担载荷

Ward增加压缩载荷，可增加骨形成

Ludwig重力、肌力对维持骨质量的必要性1867瑞士学者骨的结构形态于承载大小、方向有关

Wollf《骨转化定律》在骨力学研究方面：1967第一届国际生物力学讨论会1978我国将生物力学纳入力学发展规划第二节骨力学及其研究中的几个问题

1.骨结构研究

3.骨的应力适应性

2.应力-应变研究

4.骨折治疗研究5.脊柱生物力学6.关节生物力学7.骨骼肌力学8.颅脑损伤力学第三节生物力学与骨伤科疾病的关系

1.骨伤科疾病的发生是力作用的结果

外力内力

直接暴力

间接暴力

肌力

慢性劳损

2.骨伤科疾病的病理变化也是力作用的表现力的三要素

大小

方向

作用点

胸大肌肱二头肌

三角肌

3.骨伤科疾病的治疗是力学原理的应用

4.生物力学的发展促进骨伤科临床治疗的提高力学、材料力学基本知识刚体---运动规律---力的外效应----力学弹性体---形变规律---力的内效应----材料力学力学（静力平衡）

1.颈椎关节WhFmJ

石膏固定、夹板固定、手术内固定

2.踝关节WhFmJ31FmNN=WFm5cm7.5cmJ

3.肩关节FmWaGG=10NWa=30NFm15030cm30cm3cmT

4.髋关节FmNWlN=WFmWa=W72010.8cm3.2cm7cmJNWl74.2305.髌骨受力髌韧带骨直肌骨中间肌骨内侧肌骨外侧肌屈膝300F=W

600900屈膝>900F=4WF=6WF=8W6.夹板治疗骨折时受力材料力学弹性体---形变规律---力的内效应----材料力学外力作用形变一、物体的应力和应变屈服断裂1.外力、内力、应力P1P2P3P4P5mmIIIP1P2P3mmIP4P5II内力外力内力---外力作用物体使物体发生形变，其内部各部分之间因相对位置发生变化，而引起的相互作用力称附加内力，简称内力。P4P5IIP截面中任一点P的内力---应力---应力应力单位：Pa2.形变与应变△ux△vy形变:△u、△v应变：正应变（线应变）：xyστxyτγ△x形变:△x应变：切应变（角应变）：3.应力与应变关系弹性模量弹性模量4.杆件变形的基本形式（1）拉伸或压缩形变xP受大小相等、方向相反、作用线与轴线重合的一对力的作用而发生的形变，表现为长度拉伸或缩短。（2）剪切形变受大小相等、方向相反、作用线垂直于轴线且相距很近的一对力的作用而发生的形变，表现为两个面发生错动。P（3）扭转形变受大小相等、转动方向相反、作用面垂直于轴线的一对力偶的作用而发生的形变，表现为两个截面饶轴相对转动。（4）扭转形变受垂直于轴的横向力作用而产生的形变，表现为杆件由直线变为曲线。二、拉伸及压缩PP1、横截面上的应力mmPPfa'bab'平面假设截面各处的应力相等3、应变4、应力集中概念2、斜截面上的应力PPαPαNστ三、剪切形变

四、扭转形变实验中看出：1.各圆周线大小、形状、间距不变，只是绕轴转过了不同角度。说明：横截面仍为平面（平面假设）。

2.各纵线都倾斜了一角度，矩形变成平行四边形。

圆周线相距不变，无正应力；有切应变，且发生在垂直于半径的圆周面上。γdxφAA'沿轴方向单位长度的扭转角截面上任一点，半径为ρ五、弯曲形变实验中看出：1.横线仍为直线，只转过一角度，但仍垂直于纵线。说明：横截面仍为平面（平面假设）。

2.纵线为曲线，靠近底