医用物理学 第2版 课件 4-5生物材料的黏弹性.pptx

生物材料的结构特点（1）分子不交联的无定形聚合态。（2）分子交联的无定形聚合态。（3）分子交联成定形的结构。所有组成人体器官的生物材料都是由上述三种聚合物和其他掺合物(无机盐、水、空气等)构成的复杂结构，除生物金属材料外，大多数合成生物材料也是高分子聚合物，它们的力学性质介于弹性固体和黏性液体之间，即同时具有弹性固体的弹性和黏性液体的黏性，所以生物材料是黏弹性材料。

生物材料的黏弹性1.延迟弹性对弹性体，应变对应力的响应是即时达到平衡，而黏弹性材料，其应变对应力的响应，并不即时达到平衡，因而应变滞后于应力。2.应力松弛在对粘弹性材料维持应变恒定不变的情况下，应力随时间的增加而缓慢减小。3.蠕变若粘弹体维持应力恒定，应变随时间增加而增大的现象称为蠕变。

4.滞后如果对黏弹体周期性加载和卸载，则卸载时的应力．应变曲线同加载时的应力-应变曲线不重合。延迟弹性应力松弛蠕变滞后

黏弹性材料的力学模型1.MaxweⅡ模型此模型中的两个元件有相同的应力，而应变γ是两元件γ1与γ2之和，即γ=γ1+γ2若应变γ=γ0为常量，则代入上式得

对上式求解并代人初始条件整理后得式中称为松弛时间。2.Voigt模型它是表示延迟弹性的模型，由弹簧和阻尼器两个元件并联组成，此模型中的两个元件有相同的应变，而应力τ是两元件τ1与τ2之和，即τ=τ1+τ2，因此有

若应变τ=τ0为常量，则上式为解此微分方程，代入初始条件整理后得式中称为松弛时间。

3.四元模型用来反映蠕变的时间效应，由弹簧、Viogt模型和阻尼器串联组成，