人体运动学(第3版)PPT课件-第一章-总论-第四节-生物力学基本原理.pptx

第一章 总论;第一节：人体运动学基础;牛顿力学三定律及其在运动生物力学中的运用。;第四节 生物力学基本原理;一. 生物力学概述 二. 运动生物力学;一、生物力学概述;1. 定义 生物力学(Biomechanics) 是力学与生物学相互交叉、渗透、融合而形成的一门边缘性学科，它是研究有生命体机械运动规律的科学。 2. 范围 分为基础理论研究和应用理论研究两方面的科学类别。; 生物力学基础知识包括基本概念、基本物理量、计算方法、计量单位及其物理意义。基本指标如下： 1. ???(Force)与载荷(Load) 2. 应力(Stress)与应变(Strain) 3. 力-位移（Force-displacement）曲线和应力-应变（Stress-strain）曲线 4. 强度（Strength）与刚度（Stiffness） 5. 弹性模量（Elastic modulus） 6. 应力松弛（stress relaxation）与蠕变（creep strain）;1. 力(Force)与载荷(Load) 力是一个物体对另一个物体的作用，是使物体运动状态发生改变的原因。组织或器官在正常状态下同时受多个力的作用，常用F表示力。力的国际单位(SI)是牛顿(N)。质量为lkg的物体在1秒内产生lm／s的速度改变所需要的力是1N，即1N=lkg? m／s2。;2. 应力(Stress)与应变(Strain) 物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力，表示结构内某一平面对外部负荷的反应。;（1）应力(Stress) 应力用α表示,公式α= F/s。式中F是均匀施加在样品上的力，S是样品的横截面。应力的计算方法由力与面积共同确定。应力的单位：N／ml，或帕斯卡(Pa)。应力的物理意义是作用于单位面积上的力。;（2）应变(Strain) 物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般不同。描述某一点变形程度的力学量称之为该点的应变，即：结构内某一点受载时所发生的变形，称为应变。应变是由载荷、温度、湿度等因素引起的物体局部的相对形变。应变是样品的变形量（L）与初始长度Lo的比值，用ε表示，即;3. 力-位移（force-displacement）曲线和应力-应变（stress-strain）曲线 用变形的位移变化为横坐标，相应的受力为纵坐标得到的曲线为力-位移曲线；如果将横坐标的位移转换为应变，纵坐标的受力转换为应力，得到应力-应变曲线。;4. 强度（Strength）与刚度（Stiffness） 材料的强度指样品破坏前承受的最大应力。计算方法是用样品承受的最大 力与初始横截面积的比值，用σm表示，即;5. 弹性模量（Elastic modulus） 弹性模量是指材料抵抗弹性变形的能力，反映材料内部原子间结合力的大小。其计算方法是应力-应变曲线上直线段的斜率，即：;6. 应力松弛（stress relaxation）与蠕变（creep strain） ;6. 应力松弛（stress relaxation）与蠕变（creep strain） ;6. 应力松弛（stress relaxation）与蠕变（creep strain） ;6. 应力松弛（stress relaxation）与蠕变（creep strain） ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;（二）运动生物力学分析;（二）运动生物力学分析;（二）运动生物力学分析;（三）步态分析;1.自然界是由物质构成的，运动是物质的固有属性。研究人体的运动，是将人作为研究的主体，它表现出的运动除了简单的机械运动，还存在生物性，因而将两者结合，我们更多的是在做人体运动生物力学的研究。 2.人体生物力学的的基础知识涉及力与载荷，应力与应变，强度与刚度弹性模量等。 3.人体运动生物力学原理来自于力学的牛顿三定律，在进行运动学分析过程中，首先建立模型，选取参考系，制作坐标系，当生物体与环境之间的相互作用时，利用自由体受力图进行简单描述。