人体运动力学 PPT.ppt

* * 四、肌肉活动对骨应力的影响 骨承受载荷时，附着于骨骼上的肌肉收缩可改变骨的应力分布情况。肌肉收缩产生的压应力，能部分或全部抵消作用于骨骼上的张应力。 图2—17A所示一名向下滑行的滑雪者的小腿胫骨承受了弯曲力矩的作用，此时胫骨后面产生了很大的拉应力，而胫骨前面则受大压应力的作用。由于小腿三头肌收缩，对胫骨后面产生大的压应力(图2一17 B)，抵消了其很大的张应力，因此能保护胫骨免受大张力之害。同时，此肌肉收缩还对胫骨前面产生大的压应力，成人骨一般能够承受这个应力，但发育未成熟的骨，比较纤弱，会由于压应力过大而受损。 * * 在50岁以上人群中,骨性关节病在导致长期残疾的疾病中仅次于心血管疾病排在第二,人类的关节可以在30岁左右就产生没有症状的退化改变,且女性膝关节病人比例比男性更高。日常生活中步行对膝关节的力学刺激最为普遍,研究人步行中膝关节的生物力学特性对认识关节力学行为,有意识的保护关节,减少关节损伤有积极意义。 人在坡路等不同足地界面下行走时,步态会发生变化,通过人体三维步态实验研究和分析发现当女性穿鞋跟高度不同的鞋子行走时,膝关节在矢状面、冠状面及水平面所受力矩出现不同程度的变化,同时对膝关节运动角度的影响也非常显著,特别表现在矢状面和水平面膝关节活动范围减少,在冠状面膝关节活动范围增加。 实例1 * * 第三节 关节软骨、韧带、肌腱的生物力学特性 一、关节软骨的力学特性 关节是人体中重要的骨与骨可动连接，是活动杠杆的支点。关节的作用一是保证人体的运动，二是传递力。 在有滑液的或能自由运动的关节内，被连结的骨的末端被1～5 mm厚致密无色的结缔组织和关节软骨所覆盖。 关节软骨既使力在关节中的传递变得均匀，又提供了润滑良好的关节面，使关节能灵活运动而且少受磨损。 一般来说，关节软骨是一种各向异性、非均匀、粘弹性、充满液体的可渗透物质。 * * (一)渗透性 第一种液体输送机制是隙闭液体可以借助于组织两边液体的正压力梯度终过多孔的可渗透基质后输送。液体的输送与压力梯度成正比(图2—18 A)；第二种液体输送机制是软骨基质的形变(图2—18 B)． 关节软骨是一种粘弹性材料，但它与众不同的特点在于关节软骨为多孔材料，组织间隙中充满着液体，在应力作用下，液体可在组织中流进流出 * * 由于关节软骨对液体的流动有很大的阻力，也就是渗透性能低，所以它的材料性能与载荷的施加和消除速率密切相关。在快速加载与减载的情况下，没有时间让软骨组织将液体挤出(如跳跃时)。软骨组织有点像一种弹性单相物质，加载时立即变形，卸载后又立即复原。但如果缓慢地对软骨组织施加载荷并维持恒定，如长期站立时，随着液体被挤出，组织变形将不断增加。消除载荷后，如果有充分的时间使组织获得足够的液体，组织就可以恢复原来状态。上述材料性能的两种类型是：①与时间无关的或称弹性材料特性(可复原)；②与时间有关的或称粘弹性材料特性(也面复原)。 (二)关节软骨的材料性能与负载速度的关系 * * 曲线最初的低坡部分是由于施加拉力的方向与胶原蛋白结构的排列一致。最后，曲线的陡峭部分代表胶原蛋白本身的拉伸刚度。 正常成人关节软骨的抗张硬度和抗张强度，随着离关节面的距离增加而减少。这些结果使人们相信胶原蛋白丰富密集的软骨表浅层对软骨组织起一种类似坚韧耐磨的保护层的作用 （三）单轴向张力下关节软骨的性能 人体运动力学 机械工程学院 单丽君 * * 绪论 1、运动生物力学概述 2、运动生物力学的任务和内容 3、运动生物力学的应用、前景与发展 主要内容 * * 第一节?????运动生物力学概述 一、运动生物力学概念 （一）生物力学：研究生物体机械运动规律。 一般生物力学、人类工程生物力学、医用生物力学、 康复生物力学、运动生物力学、生物力学研究方法 （二）运动生物力学：运动生物力学是用静力学、运动学和动力学的基本原理结合解剖学、生理学等研究人体运动的学科。用理论力学的原理和方法研究生物是个开展得比较早、比较深入的领域。 运动生物力学是研究体育运动中人体运动规律的科学。 运动生物力学把体育运动中各项动作技术的研究课题，赋予生物学和力学的观点及方法，使复杂的体育动作技术奠基于最基本的生物学和力学的规律之上，并以数学、力学、生物学及运动技术原理的形式加以定量描述。 * * 二、运动形式 简单的、低级的运动形式 复杂的、高级的运动形式 三、人体运动的复杂性 人体是个开放的系统 四、人体的机械运动 （一）人体机械运动的表现方式 人体某一部分相对身体另一部分的空间、时间位移；人体整体相对外界环境的空间、时间位移；由人体局部位移而造成器械的空间位移。 * * （二）人体机械运动的特点 1．人体机械运动有很大的