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生物力学概论冯元桢,《生物力学-活组织的力学特性》,湖南科技出版社,1986冯元桢,《生物力学-运动、流动、应力和生长》,四川教育出版社,1993冯元桢,《生物力学:血液循环》,湖南科学技术出版社,1986陈君楷,《心血管血流动力学》,四川教育出版社,1990《JournalofBiomechanics》《JournalofBiomechanicalEngineering》《中国生物医学工程学报》《生物医学工程杂志》《医用生物力学》《航空医学与医学工程》……要求:扎实的力学和数学基础知识理论力学,材料力学,连续介质力学,流体力学等高等数学,数值分析,线性代数等基本的解剖生理学知识第一章历史与发展什么是生物力学?伽利略•卡里勒(1564-1642)曾是医学专业学生,用单摆度量人的心率RobertBoyle(1627-1691)研究了肺,阐述了水中的气体与鱼类呼吸的关系S.Hales测量了马的动脉血压和动脉血管的膨胀特性。提出了血液流动的外周阻力的概念。E.H.Starling通过毛细血管壁的水分的输运,提出了著名的Starhng定律。本世纪60年代:冯元桢、钱煦、B.M.Zweifach、S.S.Sobin、J.Lighthill、R.Skalak和毛昭宪等分类I:分类II:一、以人(高等哺乳动物)的生命运动为核心的生物力学背景和目标:医学、生物医学工程、体育、人一机工效等。二、绿色植物生物力学背景和目标:农业及农业工程,生存环境工程等三、生物技术和生物化学工程中的流体力学问题背景和目标:从实验室(生物技术)到产业(生物化学工程)的模化、放大,生物反应器的设计和运行的优化.高效的分离、纯化技术、生物处理过程的自动控制和在线检测,空间制药等等四、动物的运动背景和目标:仿生工程技术,生物学中一些理论问题的定量分析等等。活组织的力学性质——生物流变学骨和软骨;软组织(韧带、腰、皮肤、血管等等);肌肉力学(骨胳肌、心肌、平滑肌);血液流变学(全血、血浆、血细胞、凝血血栓形成等)血液微流变学;临床血液流变学;体液的粘弹性(关节滑液、粘液等等);人工代用材料。器官力学器官、组织的功能、应力和生长骨重建;零应力状态和残余应力;肺力学;心脏力学;人工心瓣;左心辅助泵;颅脑一脊柱力学运动关节力学;人工关节;假肢;感觉器官力学;耳蜗力学。循环动力学大血管流体力学;微循环力学;毛细血管一组织间质的物质输运淋巴流动组织间质液的流动;左心室一动脉血液相互作用;肺血流,冠脉血流动力学;肾脏内部的血循环;肝血流;脑血流。呼吸力学上呼吸道流体力学;气管树内气流的阻力及其分布末梢支气管内的对流一扩散;气血交换;高频、低潮气量呼吸术。运动生物力学体育运动生物力学人—机一环境系统生物力学职业生物力学人一机工效学细胞力学细胞膜的力学性质原生质流动应力对细胞形态、生长、功能的影响创伤力学器官的组织冲击损伤的机理和耐限软组织的创伤和愈合骨折及其愈合·生物反应器内的流动、传质和传热;·应力对细胞、微生物生长和功能的影响;·生物制品分离过程中的流体力学问题;·流动应力对生物大分子结构和功能的影响。第二章生物力学的力学基础静力学问题解:假设滑轮无摩擦,则缆线在各处的张力T为相同。根据力平衡公式:F1+F2+F3+Ffemur-mgj=0F1=-F1i=-TiF2=(-F2cos30o)i+(F2sin30o)j=T(-0.866i+0.5j)F3=(F3cos40o)i+(F3sin40o)j=T(0.766i+0.643j)Ffemur=(Ffemurcos20o)i-(Ffemursin20o)j=Ffemur(0.940i-0.342j)一般人之小腿与足部之重量为体重之0.061。设病患之体重70kg,则m=0.061×70=4.27kg=>mg=41.85N∴0=(-1.1T+0.94Ffemur)i+(1.143T-0.342Ffemur-41.85)j∴-1.1T+0.94Ffemur=0=>Ffemur=1.17Tand1.143T-0.342Ffemur=41.85=>0.743T=41.85=>T=56.32N∴w=5.75kg;Ffemur=65.9N解:根据静力平衡和静力矩平衡前臂的重量为体重的0.022,故m=0.022*75=1.65kg,臂重心位于rOP=0.31m处。对于肘之支点O,其力矩之和ΣM=-rOE×(-FA)+rOB×(-5*9.8j)+rOP×(-1.65*9.8j)=0=>0.05FAk-18.62k-5.01k=0∴手肘的垂