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生物力学

发布时间: 2020-11-20 00:12:51

生物力学的应用前景

生物力学发展前景非常好。
因为现在对于这种生物科技的需求量越来越大,而且市场也很广泛,所以就业是很好的。

㈡ 生物力学的中国研究

中国的生物力学研究,有相当一部分与中国传统医学结合。因而在骨骼力版学、脉搏波、权无损检测、推拿、气功、生物软组织等项目的研究中已形成自己的特色。
进行生物力学的研究首先要了解生物材料的几何特点,进而测定组织或材料的力学性质,确定本构方程、导出主要微分方程和积分方程、确定边界条件并求解。对于上述边界问题的解,需用生理实验去验证。若有必要,还需另立数学模型求解,以期理论与实验相一致。
其次作为实验对象的生物材料,有在体和离体之分。在体生物材料一般处于受力状态(如血管、肌肉),一旦游离出来,则处于自由状态,即非生理状态(如血管、肌肉一旦游离,当即明显收缩变短)。两种状态材料的实验结果差异较大。

㈢ 有谁要生物力学的教材吗

在科学的发展过复程中,制生物学和力学相互促进和发展着。哈维在1615年根据流体力学中的连续性原理,按逻辑推断了血液循环的存在,并由马尔皮基于1661年发现蛙肺微血管而得到证实;材料力学中著名的扬氏模量是扬为建立声带发音的弹性力学理论而提出的;流体力学中描述直圆管层流运动的泊松定理,其实验基础是狗主动脉血压的测量;黑尔斯测量了马的动脉血压,为寻求血压和失血的关系,在血液流动中引进了外周阻力的概念,同时指出该阻力主要来自组织中的微血管;弗兰克提出了心脏的流体力学理论;施塔林提出了物质透过膜的传输定律;克罗格由于对微循环力学的贡献,希尔由于肌肉力学的贡献而先后(1920,1922)获诺贝尔生理学或医学奖。到了20世纪60年代,生物力学成为一门完整、独立的学科

㈣ 生物力学分析与运动学分析有什么区别

运动生物力学的任务是研究人体或一般生物体,在外界力和内部受控的肌力作用下的机械运动规律,它不讨论神经、肌肉和骨骼系统的内部机制,后者属于神经生理学、

㈤ 医用生物力学是EI检索吗

医用生物力学是EI检索。2010年《医用生物力学》杂志正式被美国EI数据库(工程索引)收录。
《医用生物力学》杂志创刊于1986年,1992年起改为现名。由上海交通大学主办,是国内唯一反映医学生物力学基础研究与应用研究成果的学术期刊。该刊物报道内容主要包括医学生物力学领域中有关固体力学、 流体力学、流变学、运动生物力学等方面的研究论文。
EI检索就是工程索引:《工程索引》(The Engineering Index,简称EI)创刊于1884年,是美国著名工程技术类综合性检索工具。EI检索每月出版1期,文摘1.3万至1.4万条;每期附有主题索引与作者索引;每年还另外出版年卷本和年度索引,年度索引还增加了作者单位索引。收录文献几乎涉及工程技术各个领域。例如:动力、电工、电子、自动控制、矿冶、金属工艺、机械制造、管理、土建、水利、教育工程等。EI检索具有综合性强、资料来源广、地理覆盖面广、报道量大、报道质量高、权威性强等特点。
EI就是全球范围内的一个数据库。 但不是什么文章都能录入EI的,被录入的文章都代表着权威与高质量。所以EI被称为全球核心,为每个国家认可。一般用作硕士毕业、博士毕业、评副教授、评正教授使用。作者在国际会议或者国际杂志上发表论文被EI收录后,国内一些权威机构可以出具EI收录证书给作者。

㈥ 生物力学的分类

生物固体力学是利用材料力学、弹塑性理论、断裂力学的基本理论和方法,研究生物组织和器官中与之相关的力学问题。在近似分析中,人与动物骨头的压缩、拉伸、断裂的强度理论及其状态参数都可应用材料力学的标准公式。但是,无论在形态还是力学性质上,骨头都是各向异性的。
20世纪70年代以来,对骨骼的力学性质已有许多理论与实践研究,如组合杆假设,二相假设等,有限元法、断裂力学以及应力套方法和先测弹力法等检测技术都已应用于骨力学研究。骨是一种复合材料,它的强度不仅与骨的构造也与材料本身相关。骨是骨胶原纤维和无机晶体的组合物,骨板由纵向纤维和环向纤维构成,骨质中的无机晶体使骨强度大大提高。体现了骨以最少的结构材料来承受最大外力的功能适应性。
木材和昆虫表皮都是纤维嵌入其他材料中构成的复合材料,它与由很细的玻璃纤维嵌在合成树脂中构成的玻璃钢的力学性质类似。动物与植物是由多糖、蛋白质类脂等构成的高聚物,应用橡胶和塑料的高聚物理论可得出蛋白质和多糖的力学性质。粘弹性及弹性变形、弹性模量等知识不仅可用于由氨基酸组成的蛋白质,也可用来分析有关细胞的力学性质。如细胞分裂时微丝的作用力,肌丝的工作方式和工作原理及细胞膜的力学性质等。
生物固体力学中关于骨的研究,可以追溯到19世纪,大量的研究者对骨组织进行了研究,直到19世纪末,Wollf提出了著名的Wollf's Law. 他认为骨组织是一种自优化的组织,其结构会随着外载的变化而逐渐变化,从而达到最优的状态。以后,研究者进行了大量研究,基于此定律提出了不少的理论及数学模型。其中较为著名教授有S.C Cowin ,D. R Carter , Husikes。在国内,吉林大学的朱兴华教授也做了大量工作。 生物流体力学是研究生物心血管系统、消化呼吸系统、泌尿系统、内分泌以及游泳、飞行等与水动力学、空气动力学、边界层理论和流变学有关的力学问题。
人和动物体内血液的流动、植物体液的输运等与流体力学中的层流、湍流、渗流和两相流等流动型式相近。在分析血液力学性质时,血液在大血管流动的情况下,可将血液看作均质流体。由于微血管直径与红细胞直径相当在微循环分析时,则可将血液看作两相流体。当然,血管越细,血液的非牛顿特性越显著。
人体内血液的流动大都属于层流,在血液流动很快或血管很粗的部位容易产生湍流。在主动脉中,以峰值速度运动的血液勉强处于层流状态,但在许多情况下会转变成湍流。尿道中的尿流往往是湍流。而通过毛细血管壁的物质交换则是一种渗流。对于血液流动这样的内流,因心脏的搏动血液流动具有波动性,又因血管富有弹性故流动边界呈不固定型。因此,体内血液的流动状态是比较复杂的。
对于外流,流体力学的知识也用于动物游泳的研究。如鱼的体型呈流线型,且易挠曲,可通过兴波自我推进。水洞实验表明,在鱼游动时的流体边界层内,速度梯度很大,因而克服流体的粘性阻力的功率也大。小生物和单细胞的游动,也是外流问题。鞭毛的波动和纤毛的拍打推动细胞表面的流体,使细胞向前运动。精子用鞭毛游动,水的惯性可以忽略,其水动力正比于精子的相对游动速度。原生动物在液体中运动,其所受阻力可以根据计算流场中小颗粒的阻力公式(斯托克斯定律)得出。
此外,空气动力学的原理与方法常用来研究动物的飞行。飞机和飞行动物飞行功率由两部分组成:零升力功率和诱导功率。前者用来克服边界层内的空气粘性阻力;后者用来向下加速空气,以提供大小等于飞机或飞行动物重量的升力。鸟在空中可以通过前后拍翅来调节滑翔角度,这与滑翔机襟翼调节的作用一样。风洞已用于研究飞行动物的飞行特性,如秃鹫、蝙蝠的滑行性能与模型滑翔机非常相似。 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。
在人体运动中,应用层动学和动力学的基本原理、方程去分析计算运动员跑、跳、投掷等多种运动项目的极限能力,其结果与奥林匹克运动会的记录非常相近。在创伤生物力学方面,以动力学的观点应用有限元法,计算头部和颈部受冲击时的频率响应并建立创伤模型,从而改进头部和颈部的防护并可加快创伤的治疗。
人体各器官、系统,特别是心脏—循环系统和肺脏—呼吸系统的动力学问题、生物系统和环境之间的热力学平衡问题、特异功能问题等也是当前研究的热点。生物力学的研究,不仅涉及医学、体育运动方面,而且已深入交通安全、宇航、军事科学的有关方面。

㈦ 生物力学的研究现状

60年代初,一批工程科学家同生理学家合作,对生物学、生理学和医学的有关问题,用工程的观点和方法,进行了较为深入的研究。其中有些课题的研究逐渐发展成为生物力学的分支学科,如以研究生物材料的力学性能为主要内容的生物流变学。它一般将生物材料分为体液、硬组织和软组织,肌肉则属较为特殊的一类。体液中以血液为研究的重点,主要研究血液的粘性和影响粘性的因素(如管径、有形成分和红细胞)以及流动中红细胞在管系支管中的比积分配问题,红细胞本身的力学性质,红细胞之间的相互作用,红细胞与管壁的作用等。对于软组织,则以研究它的流变性质,建立本构关系为主,因为本构关系不单是进一步分析它的力学问题的基础,而且具有临床意义。对于硬组织,除了研究它的流变性质外,对骨骼的消长与应力的关系也进行了大量研究。
各个系统,特别是循环系统和呼吸系统的动力学问题,是人们长期研究的对象。循环幕统动力学主要研究血液在心脏、动脉、微血管床、静脉中流动以及心脏、心瓣的力学问题。一方面研究其管系中的流动,另一方面则着重分析局部的流态,如在管弯、管叉、驻点处的流态,这是因为动脉粥样化的形成和恶化被认为与局部流态有关。呼吸系统动力学主要研究在呼吸过程中气道内气体的流动和肺循环中血液的流动,以及气血间气体的交换。
所有这些工作,包括生物材料的流变性质和动力学的研究,不仅有助于对人体生理滴理过程的了解,而且还能为人工脏器的设计和制造提供科学依据。生物力学还研究植物体液的输运(见植物体内的流动)。
环境对生理的影响也是生物力学的一个研究内容。众所周知,氧对生物体的发育有很大影响,在缺氧环境下生物体发育较慢,在富氧环境下发育较快。即使在短期内,环境的影响也是明显的。实验表明:在含10%的氧气、压力为一个大气压(1大气压=101 325帕)的环境中的幼鼠,即使只生活24小时,在直径为15~30微米的肺小动脉壁下,也会出现大量的纤维细胞。若延续4~7天,纤维细胞则会过渡为典型的平滑肌细胞,这无疑会影响肺循环中血液的流动。又如处于高加速度状态中的人,其血液的惯性会有明显的改变,悬垂器官会偏离原位,从而改变体内血液的流动状态。
在设计水中航行的工具时,经常需要考虑最佳外形。最佳推进方式和最佳操纵方式。由于自然选择,具有这些优点的永生物较易生存下来洇此,研究某些水生物的运动可以得到一些值得借鉴的知识。例如,海豚是一种较高级的动物,它具有高效率的推进机制和很好的外形,特别是它的皮肤,分为两层,其间充满了弹性纤维和脂肪组织,具有特殊的减阻特性,在高速游动时能够保持层流边界层状态,这是因为它的皮肤对边界层中压力梯度变化十分敏感,能作适当的弹性变形以降低逆压梯度,因而在高速游动时,表皮能产生波状运动以抑制湍流的出现。又如纤毛虫的运动是通过纤毛的特殊运动实现的,在人的呼吸道内也保持有这种低级生物的运动方式,即利用纤毛排除呼吸道内的某些异物。总之,研究大自然中生物运动的意义是很明显的。

㈧ 什么是身边的生物力学大家

在我的身边有许许多多的生物,它们不但是人类赖以生存的重要物质基础,也是我们的朋友。正是因为了有了它们,我们的生活才变得如此多姿多彩。生机盎然的绿色植物可以美化环境,使人心旷神怡;可爱的小动物使得世界更加绚烂,为人们的生活提供了许许多多的点缀。

其实,这些生物带给人类的远远不止这些。几乎所有的生物都是智慧大师,它们各具神通,使得各自都成为了世界上独一无二的生命。单就力学而言,生物界的力学大师就不少,开在篱笆上的牵牛花、憨态可掬的小猫、善于织网的蜘蛛等都是著名的力学大师。在它们的启发下,人类不但探索,并掌握了更多的科学知识。

走近我们身边的这些生物力学大师,了解它们运用力学的独特手段,对激发我们学习力学的兴趣,提高创新能力都有很大的帮助。

㈨ 美国有哪些学校有生物力学专业学校排名和专业排名分别是多少

美国陶森大学(Towson University)在1866年创建于在巴尔的摩的商业区,是国家地区级公立回大学。作为马里兰州仅答有的一所师范学校,是为马里兰州的公立院校培养预备教师。1915年学校迁移到了陶森,1935年它在教育上设立了自然科学学士学位,并且更名为陶森的马里兰州师范学院。在1976年7月1日,陶森大学被认定为具有大学的资格的一所综合性的学校。1988年陶森大学加入了马里兰州的大学体系。到了1999年5月,陶森大学已经毕业了84612名学生。自从1960年以来,陶森大学授予了9000多名学生的学位。1999年学院的秋季入学本科生是13981人和研究生2666人。

目前学校在校人数2万人,来自美国各州以及106个国家和地区,在国际学生中中国学生所占比率最高。陶森大学是马里兰州第二大公立大学。陶森大学非常注重理论研究和实际应用。学校和众多的马里兰州的公立,私立机构进行研究合作,为学生提供了很多的实习和工作机会。

㈩ 生物力学的说明

生物力学的研究要同时从力学和组织学、生理学、医学等两大方面进行研究,即将宏观力学性质和微观组织结构联系起来,因而要求多学科的联合研究或研究人员具有多学科的知识。 ▪解剖学 ▪天体生物学 ▪生物化学 ▪生物地理学 ▪生物力学 ▪生物物理学 ▪生物统计学 ▪植物学 ▪细胞生物学 ▪细胞微生物学 ▪时间生物学 ▪保护生物学 ▪发育生物学 ▪生态学 ▪流行病学 ▪表观遗传学 ▪进化生物学 ▪遗传学 ▪基因组学 ▪组织学 ▪人体生物学 ▪免疫学 ▪海洋生物学 ▪生物数学 ▪微生物学 ▪分子生物学 ▪真菌学 ▪神经科学 ▪营养学 ▪生命起源 ▪古生物学 ▪寄生虫学 ▪病理学 ▪药理学 ▪生理学 ▪量子生物学 ▪系统生物学 ▪生物分类学 ▪毒理学 ▪动物学 力学 经典力学分支学科
▪静力学▪动力学▪运动学▪工程力学▪天体力学
▪连续介质力学▪统计力学▪牛顿力学▪分析力学▪结构力学
▪生物力学▪材料力学▪地质力学▪土力学
▪静力学▪动力学▪运动学▪工程力学▪天体力学
▪连续介质力学▪统计力学▪牛顿力学▪分析力学▪结构力学
▪生物力学▪材料力学▪地质力学▪土力学
▪静力学▪动力学▪运动学▪工程力学▪天体力学
▪连续介质力学▪统计力学▪牛顿力学▪分析力学▪结构力学
▪生物力学▪材料力学▪地质力学▪土力学
分支学科
▪静力学▪动力学▪运动学▪工程力学▪天体力学
▪连续介质力学▪统计力学▪牛顿力学▪分析力学▪结构力学
▪生物力学▪材料力学▪地质力学▪土力学
▪静力学▪动力学▪运动学▪工程力学▪天体力学
▪连续介质力学▪统计力学▪牛顿力学▪分析力学▪结构力学
▪生物力学▪材料力学▪地质力学▪土力学
▪静力学▪动力学▪运动学▪工程力学▪天体力学
▪连续介质力学▪统计力学▪牛顿力学▪分析力学▪结构力学
▪生物力学▪材料力学▪地质力学▪土力学
重要理论
▪牛顿运动定律▪虎克定律▪万有引力定律▪简谐振动▪达朗伯原理
▪欧拉方程▪哈密顿原理▪拉格朗日方程▪最小作用量原理
▪牛顿运动定律▪虎克定律▪万有引力定律▪简谐振动▪达朗伯原理
▪欧拉方程▪哈密顿原理▪拉格朗日方程▪最小作用量原理
▪牛顿运动定律▪虎克定律▪万有引力定律▪简谐振动▪达朗伯原理
▪欧拉方程▪哈密顿原理▪拉格朗日方程▪最小作用量原理
重要理论
▪牛顿运动定律▪虎克定律▪万有引力定律▪简谐振动▪达朗伯原理
▪欧拉方程▪哈密顿原理▪拉格朗日方程▪最小作用量原理
▪牛顿运动定律▪虎克定律▪万有引力定律▪简谐振动▪达朗伯原理
▪欧拉方程▪哈密顿原理▪拉格朗日方程▪最小作用量原理
▪牛顿运动定律▪虎克定律▪万有引力定律▪简谐振动▪达朗伯原理
▪欧拉方程▪哈密顿原理▪拉格朗日方程▪最小作用量原理 量子力学衍生学科
▪原子物理学▪固体物理学▪核物理学▪粒子物理学
▪原子物理学▪固体物理学▪核物理学▪粒子物理学
▪原子物理学▪固体物理学▪核物理学▪粒子物理学
衍生学科
▪原子物理学▪固体物理学▪核物理学▪粒子物理学
▪原子物理学▪固体物理学▪核物理学▪粒子物理学
▪原子物理学▪固体物理学▪核物理学▪粒子物理学
重要理论
▪泡利不相容原理▪埃伦费斯特定理▪态叠加原理▪不确定性原理▪量子隧穿效应
▪黑体辐射▪原子结构▪光电效应▪波粒二象性
▪泡利不相容原理▪埃伦费斯特定理▪态叠加原理▪不确定性原理▪量子隧穿效应
▪黑体辐射▪原子结构▪光电效应▪波粒二象性
▪泡利不相容原理▪埃伦费斯特定理▪态叠加原理▪不确定性原理▪量子隧穿效应
▪黑体辐射▪原子结构▪光电效应▪波粒二象性
重要理论
▪泡利不相容原理▪埃伦费斯特定理▪态叠加原理▪不确定性原理▪量子隧穿效应
▪黑体辐射▪原子结构▪光电效应▪波粒二象性
▪泡利不相容原理▪埃伦费斯特定理▪态叠加原理▪不确定性原理▪量子隧穿效应
▪黑体辐射▪原子结构▪光电效应▪波粒二象性
▪泡利不相容原理▪埃伦费斯特定理▪态叠加原理▪不确定性原理▪量子隧穿效应
▪黑体辐射▪原子结构▪光电效应▪波粒二象性

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