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第五章人体运动系统的生物力学

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复习: 一、人体生物力学材料的分类 人体生物力学材料的力学性质是多种多样的,依据其性能可分为弹性材料、粘性材料、塑性材料、粘弹性材料。 弹性材料的特点:应力与应变成正比,材料能保证固定的形状,在外力的作用下,外力功转变为弹性能。外力消失或恢复原状。如体育器材中的撑杆 粘性材料:应力取决于应变率,粘性流体无固定形状,流动过程不可逆,在外力作用下,外力功转化为分子热消耗。如运动高强度粘性绷带, 塑料材料:应力与应变成非线性,在外力作用下外力功转变为变形能,外力消失后材料的变形不可修复。如我们体育器械手柄中的塑性材料 粘弹性材料:如果有一种材料,其力学性质既具有弹性材料的力学性质,又具有粘弹性材料的力学性质,那么这种材料就叫做粘弹性材料。如我们玩的碰碰车,属于粘弹性材料,还有我们的血管、皮肤、韧带等等人体材料也属于粘弹性材料。 二、粘弹性材料的特点 1)当物体突然发生应变时,若应变保持一定,则相应的应力随时间的增加而下降,这种现象叫应力松弛,从而导致变形恢复力(回弹应力)随时间逐渐降低的现象。打包带变松、橡皮筋变松。 2)若令应力保持一定,物体的应变随时间的增加而增大,这种现象叫蠕变(缓慢变形)。水滴石川。 3)对物体做周期性的加载和卸载,则加载时的应力-应变曲线同卸载时的应力-应变曲线不重合,这种现象称为滞后。 三、骨载荷的分类 1.按照载荷作用的性质,我们可以将载荷分为静载荷和动载荷 静载荷是逐渐加于物体上的,由零逐渐增至某一值以后不再改变,在这种载荷作用下,物体各部分不产生加速度或是加速度小得可以忽略不计。例如慢起倒立时,作用在手臂上的载荷属于静载荷。 动载荷是物体在载荷的作用下,它的某些部分或各部分所引起的加速度相当显著,这种载荷称为动载荷。动载荷又分为冲击载荷和交变载荷。 如排球的扣球属于冲击载荷,长途行军属于交变载荷 2.骨骼受力的形式:拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷 拉伸载荷是自骨的表面向外施加大小相等而方向相反的载荷,例如人体各种悬垂动作时骨受到的载荷,骨在较大载荷的作用下会伸长同时变细。 压缩载荷为加于骨表面的大小相等而方向相反的载荷。如举重时身体各部分受到的压缩载荷,在日常的生活中,骨骼最经常承受的载荷是压缩载荷,前面讲过一定的载荷能够刺激骨的生长,促进骨折的愈合。 使骨沿其轴线发生弯曲的载荷称为弯曲载荷。骨在弯曲时同时受到拉伸和压缩,拉应力和应变作...

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