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论脉搏波客观化和定量化研究的症结所在
目前,脉搏波的量化研究过度关注实测脉搏压力波的脉图特征分析.按照波传播分析,脉搏波特性由反映生命体整体的脉搏波系统本构方程决定,单点脉搏压力波脉图信息不足以全面反映中医脉诊的整体信息.脉图降支上出现的峰和峡,属于波的弥散和耗散所引起的、叠加在主波上的次级震荡,并不反映脉搏波的本质特性.为满足“能量低原理”,健康人的理想脉搏波应在血管分叉处畅通无阻而无反射波,相当于中医的阴阳平衡、气血和谐状态.
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生物软组织力学特性二维动态测试系统的研究
本文简述了生物软组织力学特性二维动态测试系统的设计.通过测量作用在软组织上的外力及软组织的形变,反映软组织力学特性.并以兔子腹部皮肤为对象,用本测试系统测量其滞后、松弛、蠕变特性,验证了本系统的可行性.
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动脉壁三维含残余应力因素的本构方程
本文在从动脉壁零应力状态出发的应变分析方法[16]基础上,对四条白兔的颈动脉进行了应力应变关系的分析.动脉壁的应力分析采用了冯元桢的七参数模型,并假设动脉壁是由连续均质的、不可压缩的、具有三维正交各向异性的材料组成.动脉壁的力学实验是在自行设计的实验装置[19]上进行.对实验结果进行了多曲线数值拟合,得到了反映动脉壁应力应变本构关系的参数.
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膝关节固定后髌骨腱的生物力学改变
背景:骨关节固定常作为防止受伤组织被再次损伤的方法.目的:膝关节固定对兔髌骨腱力学特性及超微形态的影响.方法:将20只成年兔等分为固定组和对照组.固定组兔左后肢通过石膏和2个可调铝夹板,保持膝伸直,踝关节屈曲90°,固定6周后,取髌骨腱-骨复合物,观察两组髌骨腱的生物力学性能和超微结构变化.结果与结论:膝关节固定6周拉伸强度和切线模量分别下降至对照组的64.44%和53.08%(P < 0.01),但两组伸长率和大负荷差异没有显著性意义.两组材料常数及应力应变关系曲线完全不同.固定组髌骨腱的横截面积明显大于对照组(P < 0.01),小胶原纤维占有优势.说明固定不仅会导致髌骨腱生物力学的变化,而且对髌骨腱自身也产生影响.
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关于软组织的本构形式的讨论
对周期载荷作用下,准线性粘弹性本构方程的响应进行了分析,结果表明它不能描述软组织的实验结果.并基于对单积分型本构方程的讨论,提出了软组织的一种新的本构形式为:σ＝-PI+BtGt-τdτ它能描述软组织的较多的力学行为.
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变应变率下的肌肉本构方程
目的 在Hill肌肉三元素模型基础上推导应变率下的肌肉本构方程.方法 在Hill三元素肌肉模型的基础上,利用微分和线性拟合的方法,终获得了骨骼肌在不同应变率下的应力-应变本构方程.结果 结果表明:在应变率|e|≤1下,骨骼肌的本构方程是随应变率不断变化的:当应变率|e|＞1时,骨骼肌的本构方程并不受应变率的影响.同时,在|e|≤1下,应变率对应力的影响是随着应变的增加而不断减小的.结论 研究结果将有助于利用有限元方法分析骨骼肌在变应变率作用下的受力情况.
关键词： Hill三元素肌肉模型 线性拟合 应变率 本构方程 -
由新型激光衍射法测量结果推算红细胞膜弹性模量
文宗曜教授等近年提出的新型激光衍射法与传统激光衍射法的差别在于:把红细胞悬浮在低粘度介质中,测量它们在突然停止剪切之后的动态松弛过程,由快慢两个时相的数据分别得到红细胞的小变形指标 (DI)d 和取向指标 (DI)or.本文由这一小变形指标 (DI)d 出发,通过对于红细胞的受力分析,推算出红细胞膜的剪切弹性模量E.红细胞膜的本构方程指出T＝E/2(λ2-1/λ2),这里T是细胞膜小微元受到的张力,λ是细胞膜小微元的拉伸比.
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基于动态拉伸试验数据的脑组织粘性-超弹性材料模型参数求解
本研究旨在确定能够有效模拟冲击载荷作用下脑组织力学特性的粘性-超弹性本构方程.本文运用有限元仿真与优化算法相结合的方法,开展了脑组织粘性-超弹性材料模型参数求解.首先,基于脑组织动态单轴拉伸试验数据,建立大拉伸率为1.3、应变率分别为30 s-1和90 s-1的脑组织动态拉伸有限元仿真模型.然后,以仿真预测的工程应力-应变曲线与参考试验测量结果均值曲线的拟合误差小化作为优化设计的目标函数,利用多目标遗传算法进行材料模型参数求解.结果显示,运用本文所确定的本构方程的脑组织有限元模型能够准确地预测不同加载速率下的脑组织动态拉伸力学特性.应用本文获取的脑组织粘性-超弹性本构方程于颅脑有限元模型,将有利于提高模型在动态冲击载荷下的生物逼真度.
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猪眼LASIK术后角膜的应力-应变关系和本构方程
目的:研究LASIK术后角膜材料的应力-应变关系,建立其本构方程,分析其生物力学特性.方法:猪眼LASIK手术后,角膜试样单轴拉伸实验.结果:猪眼LASIK手术中,随基质切削深度的增加,角膜的弹性模量减少,各切削深度组均小于正常未做手术组,有显著的统计学差异(P＜0.01);30%基质切削深度与单纯做瓣组比较,角膜的弹性模量接近,差异无统计学意义(P＞0.05);角膜材料发生屈服的临界点对应的应变在30%左右.角膜材料没有明显的屈服阶段.基质消融50%以上时,角膜的垂直轴向屈服强度明显小于水平轴向的屈服强度(P＜0.01).结论:LASIK手术中,当30%整体角膜厚度的基质激光消融时,角膜仍维持其粘弹性材料特征.
关键词： 准分子激光原位角膜磨镶术 应力 应变 本构方程
