Основи біомеханіки та біоакустики.. План лекції Механічні властивості біологічних тканин Деформації та їх види Діаграма розтягу Механічні властивості - презентация

1 Основи біомеханіки та біоакустики.

2 План лекції Механічні властивості біологічних тканин Деформації та їх види Діаграма розтягу Механічні властивості суден Модель Максвела Модель Кельвіна-Фойхта

3 Біомеханіка розділ біофізики, у якому розглядаються механічні властивості живих тканин і органів, такое механічні явища, які відбуваються як з цілим організмом, так із його окремими органами.

4 Опорно-рухова система людини Опорно-рухова система людини, що складається із зєднаних між собою кісток скелета і мязів, являє собою з точки зору біомеханіки сукупність важелів, що підтримують людину у стані рівноваги.Опорно-рухова система людини, що складається із зєднаних між собою кісток скелета і мязів, являє собою з точки зору біомеханіки сукупність важелів, що підтримують людину у стані рівноваги.

5 Важіль тверде тіло (як правило стержень), що має нерухому вісь обертання, до якої прикладені силы, які створюють моменты відносно цієї осі.

6 Види важелів

7

8

9

10 Механічні властивості біологічних тканин Як фізичний обєкт біологічна тканина - композитный матеріал, механічні властивості якого відрізняються від механічних властивостей кожного компонента, взятого зокрема.

11 Деформація - зміна форми обо обєму тіла під дією прикладених до нього сил.

12 Деформація

13 Види деформації Пружна деформація - після припинення дії сил тіло відновлює свою форму і обєм. Пластична деформація - після припинення дії сил тіло залишається в деформованому стані.

14 Одномірні (лінійні) деформації розтягу обо стиску Сили пружності напрямлені вздовж лінії дії деформуючої силы. Сили пружності, які діють на тіло з боку опори обо підвісу називаються силою реакції опори обо силою натягу підвісу.

15 Закон Гука для розтягу (обо стиску): сила пружності пропорційна вектору видовження (стиску) і протилежна кому за напрямом: де k-коефіцієнт пружності (жорсткості), який визначається силою пружності, що виникає при одиничній деформації данного тіла.

16 Деформація розтягу

17 Деформацію розтягу характеризують : абсолютным видовженням, абсолютным видовженням, відносним видовженням механічною напругою де l,l 0 - кінцева і початкова довжини стержня, F – сила пружності, S – площа поперечного перерізу стержня.

18 Графік залежності напруги від відносного видовження називають діаграмою розтягу

19 Для малых деформацій напруга прямо пропорційна відносному видовженню :.

20 А К С D E ε Діаграма розтягу В σ

21 Максимальна напруга, при якій ще справджується закон Гука, називається границею пропорційності. Максимальну напругу, за якої ще не виникають помітні залишкові деформації (не більше 0,1%), називають границею пружності.

22 Кісткова тканина. Основними матеріалами кісткової тканини є гідроксіланатит 3Са 3 (РО) 2 Са(ОН) 2 і коллаген.

23 Діаграма розтягу кісткової тканини Модуль Юнга кісткової тканини Е=10ГПа, межа міцності =100МПа. ε

24 Шкіра складається з волокон коллагену та эластину розташованих в основній матриці

25 Мязи До їх складу входить сполучна тканина, що складається з волокон коллагену та эластину.

26 Діаграма розтягу мязів ε

27 Моделлю вязкого тіла может служить поршень з товарами, що рухається в циліндрі з вязкою рідиною Напруга і швидкість вязкої деформації повязані рівнянням де - коефіцієнт вязкості. де - коефіцієнт вязкості.

28 Модель Максвела Залежність деформації від часу Механічні властивості гладких мязів описує модель Максвела.

29 Модель Кельвіна-Фойхта Залежність деформації від часу

30 Судинна тканина Механічні властивості суден визначаються головним чином властивостями гладких мязевих волокон, эластину і коллагену. Стінки суден неоднорідні за своєю будовою, відрізняються анізотропними механічними властивостями. При зростанні тиску жорсткість суден обо їх тонус різко зростає.

31 Механічна напруга стінки суден визначається рівнянням Ламе де р – тиск крові зсередини на стінку судени де р – тиск крові зсередини на стінку судени r- радіус внутрішньої частини судени h- толщина судени Звязок між диском, радіусом і модулем пружності rp h

32 Діаграма розтягу аорты під впливом трансмурального тиску Р, мм.рт ст d/d 0 1 1,11,2

33