生物力学

生物力学是近代力学一个新的分支,也是生物医学工程和生物技术的基础。生物力学的兴起是认识生命运动规律和增进人类健康的需要,也是发展生物医学工程和生物化学工程等的需要。据美国一个专门委员会的估计,2000年美国生物医学工程产业及生物化学工程产业的年产值均约为400～1000亿美元。生物力学的内容可概括为以下几个方面:     

微观力学的无规则运动分析

微观力学是一门与现实生活联系密切的学科.微观力学研究的重要对象之一,就是无规则运动现象.无规则运动,是指微观的颗粒由于受到液体或气体内部分子微粒的作用,受力失去平衡时的运动形态.无规划运动是微观力学中一种特殊的运动方式,是分子运动的表现形式之一.分析无规则运动的相关规律,能使我们更好地认识无规则运动,加深对微观力学理论的理解.     

力学定律内在关系的探讨

力学定律是构成力学体系的重要骨架,它反映了物体运动状态改变的内在规律,本文以牛顿三定律为基础,研究和讨论了几种力学定律的内在关系以及它对力学教学研究的积极意义。     

承压含水层非稳定渗流耦合问题的研究

基于岩石力学与渗流力学理论,建立了承压含水层中应力与渗流耦合问题的力学模型, 研究了渗流与应力的耦合规律,对承压含水层中孔隙压力分布在耦合与非耦合气相的条件下分布规律进行数值模拟,并给出了实现耦合分析有限元方法,最后通过算例检验了耦合分析的有效性和实用性。     

渗流力学的发展及应用

渗流力学是研究流体在多孔介质中运动规律的科学,在国民经济的许多领域都有着广泛的应用。文章结合渗流的发展过程,着重论述了渗流力学的应用。     

对跳远起跳技术的力学研究

本文结合训练实践经验，从力学角度对跳远起跳技术进行分析与研究，总结了跳远起跳技术的一般规律，讨论并指导起跳技术在田径教学与专项训练中的正确技术动作，以便促进跳远运动水平的提高。     

运动生物力学中力学和生物学的辩证关系例析

运用运动生物力学知识研究人体运动时,会出现一些力学和生物学之间的矛盾.对这些矛盾进行深入思考和研究,对促进运动生物力学学科的发展具有重要意义.本文通过几个例子来分析两者的辩证关系,说明应用运动生物力学知识分析人体运动,既有力学的特点,又有生物学的特点,两者对立统一.     

分析力学中不同解题方法的比较

用拉格朗日方程，哈密顿原理及哈密顿正则方程求出同一力学体系的运动规律，从而比较了三种方法的异同。     

螺旋理论及其总框图

螺旋理论是由牛顿力学发展起来的,用来描写物体运动的力学体系。其深刻性在于从物体运动的本来面貌入手,将平动与转动作综合考虑.这不仅使问题的处理大为简化.而且“在螺旋表述下,整个牛顿力学重新组织成统一、和谐、简洁、明快的力学体系”。同时,该体系“将粒子与场的运动规律以和谐,简洁、高度综合的表述方法统一起来”。本文将螺旋理论中的主要内容作了概括,并以图表的形式指出了螺旋理论体系本身的框架结构以及该体系与牛顿力学的内在联系。     

理论力学中几个疑难问题浅析

变质量物体的运动,均匀棒在光滑水平槽中的运动为理论力学教学中的两个疑难问题,本文用几种新颖的方法,浅析了这两上问题,以解决学生学习该内容时易出现的错误和困难,加深学生对理论力学学习过程中一些基本要领和问题的分析理解。     

颗粒物质力学几个关键问题的思考

颗粒物质是由大量离散固体颗粒相互作用而形成的复杂体系,其平衡和运动规律及其应用是颗粒物质力学的主要研究内容．颗粒物质具有广泛的应用背景和丰富的物理内涵,是工程应用和凝聚态物理研究较为活跃的学科,但是进展非常缓慢,目前很多基础问题尚不够清晰．结合作者近10年的研究工作,对颗粒接触力学的难点、接触力简化存在的问题予以分析,并基于颗粒物质内部结构特点提出了以力链为核心的多尺度力学研究框架,最后对颗粒物质典型应用例子之一——泥石流运动基础研究提出新的见解．     

散体在振动场作用下的剪切力学模型

本文在大量动态直剪试验的基础上,建立了散体在振动场作用下剪切试验的几个力学模型.所建立的模型考虑了散体的粘性、弹性和塑性的综合影响,能较好地分析振动场中剪力盒及试料的运动规律,为振动出矿基础理论的研究开辟了一条新途径.     

傅科摆的分析力学解法

著名的傅科摆实验。现行的教科书及有关文献都是应用牛顿力学方法讨论傅科摆的运动规律。本文从转动非惯性系出发，引入广义惯性势概念，导出非惯性系中受理想、完整约束有势力系的拉格朗日函数和第二类拉格朗日方程的广义惯性势形式。并应用此分析力学方法求解了傅科摆的运动规律。得到了同样结果。从而扩充了分析力学在非惯性系中实际应用的典型例子。     

基于OpenSim人体步行腓肠肌静态生物力学分析

为准确、快速地研究人体下肢运动规律,构建人体下肢模型。针对该模型推导出了人体步行状态下腓肠肌相应的力学方程F_1(t)。利用OpenSim搭建人体骨骼肌肉模型,并以腓肠肌进行静态力学分析为例,解析了肌肉在逆向运动学(IK)和残差缩减(RRA)两种不同分析方法中的肌肉激活度和力矩。研究结果表明:此模型能准确地模拟人体下肢肌肉的运动规律,利用RRA分析能够真实反映腓肠肌的受力情况,分析出肌肉激活度,为进一步揭示膝关节和踝关节的生物力学特性和为设计人体下肢康复机器人提供肌肉阻尼奠定基础。     

力学早期发展中的思维方法

本文运用基本的思维方法,研究了人类早期对力学现象的解释和古希腊的亚里士多德的物体运动理论,并阐述了产生这些理论中错误观点的原因及理论中的积极因素对后来科学发展的影响。     

螺旋动力学

0 引言物质运动形态是多种多样的,其中最简单的是机械运动;刚体的基本运动是平行移动和转动,刚体的一般运动是既有平行移动又转动,二者同时存在同时发生。物体的相互机械作用有力和力矩两种,和前面两种基本运动相对应.在牛顿力学中通常是把平行移动和转动分开来研究,因此描述这些运动的方程式数目较多。本文是将螺旋量引入力学,用一个螺旋量表示物体的平行移动和转动,又用一个力螺旋量表示力和力矩,将运动定律用简洁和谐的表达式,统一地揭示出物体运动的有序规律。     

旋转球与非旋转球运动的力学原理

从足球、排球的击球方式和流体动力性能出发，建立力学模型，讨论了旋转球与非旋转球运动的力学原理，得到了弧线球的运动规律及其横向飘移的定量结果。     

散体力学研究的现状及其发展

总结了国内外近20年来散体力学研究的发展,论述了在散体静力与动力学、球形颗粒接触力学、散体力学分析计算方法、散体运动模拟技术等方面的成就.在此基础上提出了值得关注的研究方向,如散体堆内力链和搭拱效应的研究、散体摩擦力学研究以及在特殊环境下散体力学的研究等.     

电磁场中带电粒子束运动的力学模拟

研究以不同初速度进入互相垂直的匀强磁场和均强电场中的带电粒子束的运动情形，并同相似的力学运动相比拟，建立了直观的力学模型。     

非线性固体力学及其有限元法

固体力学的研究对象是可变性固体,可变性固体在载荷,温度,湿度等外界因素的影响下内部各个质点发生的位移、运动、应力、应变还有破坏规律等.该文通过对不协调位移元、杂交应力元以及混合应变元三方面举例说明有限元法在非线性固体力学中的应用.