《人體運(yùn)動力學(xué)》ppt課件-文庫吧
2024-12-21 04:56 本頁面
【正文】 枯骨由含有 1／ 3的有機(jī)物 (膠原纖維 )和 2／ 3的無機(jī)物 (主要是鈣和磷等 )組成。 （ 2）有機(jī)物使骨具有彈性 無機(jī)物則使骨堅(jiān)硬而脆，它能提高骨的強(qiáng)度。骨內(nèi)的有機(jī)物和無機(jī)物的比例，隨著年齡和生活條件而異，年齡越小，骨內(nèi)有機(jī)物相對較多，因此小兒骨的彈性較大，較易發(fā)生變形。老年入骨無機(jī)物相對增多而變得脆弱，較易發(fā)生骨折。 2022/2/2 14 (二 )骨組織的力學(xué)特性 1．各向異性 骨的結(jié)構(gòu)為中間多孔介質(zhì)的夾層結(jié)構(gòu)材料。 2．彈性和堅(jiān)固性 骨組織中大約有 25％～ 30％是水，其余 70％， 75％是無機(jī)物和有機(jī)物。有機(jī)成分組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使骨具有彈性。無機(jī)成分填充在有機(jī)物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，使骨具有堅(jiān)固性，能承受各種形式的應(yīng)力。 2022/2/2 15 物理性能 鋼 骨 花崗石 洋松 密度／ ～ 沿縱軸的最高張力強(qiáng)度／ 9114 ～ 11 760 490 沿縱軸的最高壓力強(qiáng)度／ 41552 11858 ～ 20 580 13 230 4 垂直縱軸的切變強(qiáng)度／ 34398 11662 1 平行縱軸的切變強(qiáng)度／ N .cm2 — 4949 — — 3．骨是人體理想的結(jié)構(gòu)材料 表 21 人脛骨與其他材料比較 2022/2/2 16 4. 耐沖擊力和持續(xù)力差 不同載荷作用時，若在骨中所引起的張力分布一樣，但效果不一樣，兩者相等時，沖擊力在骨中引起的變化較大，也就是說，骨對沖擊力的抵抗比較小。另一方面，骨的耐持續(xù)性能比較差，同其他材料相比，抗疲勞性能亦差。 5．機(jī)械力對骨結(jié)構(gòu)的影響 在骨承受載荷的限度內(nèi)，成人骨對機(jī)械力的反應(yīng)是由應(yīng)力的值所決定的。骨對生理應(yīng)力刺激的反應(yīng)往往處于平衡狀態(tài)，應(yīng)力越大，骨的增生和密度增厚越強(qiáng)。 2022/2/2 17 6．應(yīng)力強(qiáng)度的方向性 骨結(jié)構(gòu)中骨密質(zhì)和骨松質(zhì)中的密度不同，它們承受的力量也就不同。骨密質(zhì)的多孔性程度占 5％～ 30％，而骨松質(zhì)卻占 30％～ 90％，骨密質(zhì)的剛性比骨松質(zhì)大，骨密質(zhì)的變形 (約 2％ )比骨松質(zhì)的變形 (約 7％ )小。 2022/2/2 18 二、骨的力學(xué)特征 ? 骨由骨密質(zhì)與骨松質(zhì)組成。 ? 骨密質(zhì)是一種由骨單位、骨 間 質(zhì)系統(tǒng)和有機(jī)的粘彈性的聯(lián)接物質(zhì)共同構(gòu)成的復(fù)合材料。 ? 骨松質(zhì)則是由許多針狀和片狀的骨小梁相交織成網(wǎng)格形的蜂窩狀固體。骨松質(zhì)與骨密質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，其力學(xué)性質(zhì)也截然不同。 2022/2/2 19 （一 )骨密質(zhì)的力學(xué)性質(zhì) 1．應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系 屈服點(diǎn)（ B)，即過此點(diǎn)骨就會發(fā)生某種持久變形，極限斷裂點(diǎn) (C)．即過此點(diǎn)標(biāo)本發(fā)生破壞。 2022/2/2 20 2．不同載荷作用下骨密質(zhì)的特性 (1)拉伸 人在股骨和肱骨的拉仲強(qiáng)度相近，約為 125 106 N／m2。較大拉伸載荷的作用下骨會伸長。骨組織在拉伸載荷下斷裂的機(jī)理主要是結(jié)合線的分離和骨單位的脫離。如在跟腱附著點(diǎn)附近的跟骨骨折，就是由于小腿三頭肌的強(qiáng)力收縮對跟骨產(chǎn)生異常大的拉伸載荷引起的。 (2)壓縮 骨干最經(jīng)常承受的載荷是壓縮載荷，而且壓縮負(fù)荷能夠刺激新生骨的生長，促進(jìn)骨折的愈合。 人股骨所能承的最大壓縮強(qiáng)度為 170 106N／ m2,比拉伸強(qiáng)度大 36％左右。 2022/2/2 21 (3)彎曲 當(dāng)骨承受彎曲載荷時，骨要同時受到拉伸和壓縮，而且骨有一中性軸，在中性軸的凹側(cè)的骨受壓縮應(yīng)力，凸側(cè)受拉伸應(yīng)力。在中性軸上沒有應(yīng)力。應(yīng)力的大小與至骨干中性軸的距離成正比．距中性軸越遠(yuǎn)，應(yīng)力越大。由于骨是不對稱的，所以拉伸應(yīng)力與壓縮應(yīng)力可不相等。骨受外力作用而彎曲往往是造成骨傷和骨折的原因之一，尤其是沖擊彎曲影響更大。 2022/2/2 22 (4)剪切 剪切載荷作用時，載荷施加方向與骨表面平行或垂直，且在骨內(nèi)部產(chǎn)生剪切應(yīng)力和剪應(yīng)變。骨剪切載荷時其內(nèi)部發(fā)生角變形。通過對骨進(jìn)行剪切實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，骨密質(zhì)的剪切強(qiáng)度要大于骨松質(zhì)的剪切強(qiáng)度，垂直于骨纖維方向的剪切強(qiáng)度要明顯大于順纖維方向的剪切強(qiáng)度。 2022/2/2 23 (5)扭轉(zhuǎn) 載荷加于物體上使其沿軸線產(chǎn)生扭曲時，即形成扭轉(zhuǎn)。當(dāng)骨受到扭轉(zhuǎn)載荷時，骨將沿其軸線產(chǎn)生扭曲。當(dāng)骨發(fā)生扭轉(zhuǎn)時，整個骨都有
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