4.运动生物力学
运动生物力学这一分支的出现是与体 育运动,宇航事业以及运动仿生技术的发 展密切相关的。运动生物力学是研究生物 体运动原理的一门学问。例如人体的正常 运动是适应于地球引力场的,运用力学的 原理分析运动的过程就可以在体育运动中 采取合理的训练方法,设计新颖而科学的 动作,充分发挥运动员的潜力,不断提高 体育运动的水平。
按传统力学的分类方 法,生物力学分为以下几 方面:
1.生物材料力学 2.生物流体力学 3.生物固体力学 4.运动生物力学 5.生物热力学
1.生物材料力学
生物材料力学是研究组成生物体的材
所具有的力学性质。 生物材料包括: 生物硬组织 (骨、软骨、牙齿、甲壳等), 生物软组织 (肌肉、皮肤、血管、生物膜) 体液(血液、淋巴液、唾液等)。
总之 , 生物力学的研究方法主要是 : (1) 用解剖学方法确定所研究对象结构的 几何特征。 (2) 用材料力学的宏观与微观的方法,确定 所研究对象的力学特性,给定本构关系。 (3) 根据器官或系统的工作情况 , 建立合理 的力学模型,推导相应的微分方程或微分 一积分方程。
(4) 给出该方程的解析解、或数值解、或近 似解等。
例如:
在数学中,有限元法是一种为求得偏微 分方程边值问题近似解的数值技术。
由于大多数实际问题难以得到准确解,而 有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂 形状,因而成为行之有效的工程分析手段。
一. 生物力学的研究对象
• 力学是研究力作用下物体运动、变形和 破损规律的科学。
• 生物学是研究生命的生长与衰亡的科学。
研究工作的复杂性和高难度是可 想而知的。
3.生物固体力学
生物固体力学是从力学的角度来研究 各种组织器官乃至整个系统的形状,结构 及其功能之间的关系。例如对骨,软骨, 关节和骨骼系统的研究,对牙齿,牙床结 构的力学分析等等。它关系到创伤的治疗 和防护,矫形,移植以及人造材料的研制 与应用,尤其是骨骼和关节力学的研究已 成为当前生物力学最活跃的分支。