物理应变省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

山东大学精品课程第一节应力和应变物体受到外力作用后，外力将向物体内部传递，引发物体内部各相邻点之间相对运动，造成其体积或形状发生改变，使物体产生变形。应力与应变是为研究物体形变，而引入两个基本概念。一、应力(stress)应力——是作用于物体内单位面积上弹性力，它准确地描述了作用于物体内部力分布情况。绳张应力物体被拉伸受到张应力压应力被压缩受到是压应力与底面平行截面上下部分必定受到与截面相切力作用；单位截面上力称为切应力：应力是单位截面上内力与截面正交叫做法向应力，如张应力和压应力；切应力是与截面平行力，叫做切应力。应力单位是：牛·米-2(N·m-2)二、应变(strain)物体内部任一小单元，在应力作用下都可发生变形，变形程度用应变来描述。应变——应力作用时，物体长度、形状或体积所发生改变与其原来尺度之比。应变有各种形式，按改变量不一样，应变有：张应变切应变体应变1.张应变当物体两端受到张应力时,物体伸长△l,物体伸长量与原长度之比l称为张应变,以符号ε表示2.切应变若最上层截面移动距离为d,在无体积改变情况下,则二者比值称为切应变,以符号表示:3.体应变体积改变量△V与原体积V之比,叫做体应变,以符号θ表示:总结第二节弹性模量一、弹性与塑性：1、弹性——物体恢复形变特征。如弹簧或橡皮筋。2、塑性——物体形变后，不能恢复原状特征。当外力超出应力弹性范围时，物体形变不能复原。如：泥巴等。3、弹塑性——物体介乎于弹性和塑性之间性质。二、应力与应变“a”为正百分比极限；弹性区“b”为弹性极限，ab为弹性区；“c”为断裂点。“bc”为塑性形变区；三、弹性模量1、杨氏弹性模量E应力和应变之比,称为杨氏模量,用符号E表示:2、切变弹性模量G切应力与切应变比值称为切变模量,用符号G表示:3、体积弹性模量K压强与体应变比值医学物理学4、应力、应变、弹性模量公式小结一览表应力分类应力应变模量（名称)张/压应力切应力体压强弹性模量表示物体变形难易程度，模量越大，物体越不轻易变形。弹性模量能够是一个改变量；在一定范围内，对于一些材料弹性模量是一个定值。非线性弹性体：弹性模量大小与物体变形相关物体。大多数生物材料为非线性弹性体。例题2、已知：骨长Lo=0.4m，S=5cm2，F=500N，E=1×1010N/m2。求：ΔL=？（ΔL/Lo）=？3、股骨骨骼杨氏模量E=0.91010N/m2；最小截面积610-4m2，抗压强度＝17107N/m2，求：受压负荷多大时骨骼碎裂？假定碎裂前应力与应变是线性关系，则碎裂时应变为多少？解：抗压强度即碎裂时应力第三节骨力学特征一、骨骼力学性质：骨骼与肌肉力学是生物力学中主要研究内容，研究骨折惯用强度和刚度概念。1、强度——载荷情况下抗破坏能力。2、刚度——载荷下抗形变能力。强度和刚度取决于骨成份和结构。人体干、湿骨断裂点和正百分比关系1.骨组织在拉伸载荷作用下断裂机制主要是骨单位间结合线分离和骨单位脱离。临床上：拉伸骨折多见于松质骨。2.骨骼最常承受载荷是压缩载荷。压缩载荷能够刺激骨生长，促进骨折愈合，较大压缩载荷作用能够使骨缩短和变粗。3.弯曲：骨骼受到载荷作用时，将发生弯曲效应。在一定弹性范围内，圆杆或圆管扭转角度是和所加力矩成正比。扭转角度超出某一数值时，物体就会断裂。医学物理学