1、* 1第二章运 动 器系的生物力学特性本章主要内容1、人体骨、关 节软 骨、 韧带 、肌腱、关 节 及骨骼肌的生物力学特性;2、运 动 器系整体的生物力学特性及在运 动 中骨、关 节 、肌肉的相互作用 规 律;3、人体运 动动 作 结 构与 动 作系 统 的构成与特点。第一节 材料力学基础 人体在日常生活和体育运动中时刻受到外力的作用,在外力在以下材料具有哪些重要的性质?载荷 人体在日常生活和体育运动中时刻受到外力的作用,包括载荷和约束力,载荷就是人体所受外力的一种 载荷可分为:拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷。载荷的几种形式应变 是变形量与原来尺寸的比值载荷下人体发生相应的 应变 应变
2、是量度物体形变程度的量,分为线应变和剪应变。应力物体在受到外力作用而变形 时,其内部各质点间的相互作用力发生变化。这种 由于外力作用而引起的固体内各质点之间相互作用力的改变量,简称为内力。 单位面积上的内力称为平均应力,当面积趋近于 0时平均应力的极限称为应力。应力分为垂直于截面的法向分力和沿着截面方向的切向分力。应力应变曲线 应力 -应变曲线是描述材料力学性质的曲线。 它反映了材料在加载过程中 受力 和 变形 之间的关系。为了确定一种材料的力学性能,通常将该材料制作成一定的形状 称为 “试件 ”,将此 “试件 ”在专门的仪器上施加载荷,直至破坏。在加载过程中连续记录载荷和应变,绘制成曲线,纵
3、坐标代表应力(载荷),横坐标代表应变(变形),这就是应力 -应变曲线。应力 应变曲线模式图应力 应变曲线阶段划分 (一) 弹性阶段: ( AB ) 卸载后变形能完全恢复,为弹性变形。 应力超过弹性极限后,若除去外力,将留有残余变形。 (二)屈服阶段:( BC ): 曲线的坡度逐渐减小,即材料对于变形的抵抗力逐渐减弱。 材料的屈服:变形继续增长而应力并不增加 残余变形(塑性变形):如果材料达到屈服,卸载之后就不再回复到原状。 强度 结构破坏前所能承受的变形;结构破坏前所能承受的载荷 ;结构在破坏前所能贮存的能量; 在应力应变曲线上用 极限断裂点 来表示由载荷和变形所表达的强度;整个曲线下方的 面积 表示由贮存能量所表达的强度; 刚度 弹性范围内曲线的斜率表示结构的刚度。