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第一章 绪论1

1-1 生物医学工程学与生物力学1

1-2 生物力学的研究对象6

1-3 生物力学的研究方法9

练习题11

第二章 血液及其流动特征12

2-1 血液的成分12

2-2 血液的粘性14

一、牛顿流体和非牛顿流体14

二、表观粘度、微分粘度和相对粘度16

三、血液的粘度18

2-3 血液的本构方程21

一、非牛顿流体的本构方程21

二、血液的本构方程25

2-4 血液在圆管中的层流28

一、Stokes关系式29

二、圆管中牛顿流体的层流29

三、圆管中血液的层流流动31

2-5 血液在细管中的流动效应38

一、F？hraeus-Lindqvist效应38

二、F？hraeus效应39

三、趋轴效应-血浆层的影响43

四、壁画滑移效应47

2-6 粘度计48

一、毛细管粘度计49

二、旋转圆筒粘度计51

三、锥板粘度计52

练习题53

3-1 血管的结构与功能55

第三章 血管的力学性质55

3-2 弹性纤维、胶原纤维和平滑肌的力学性质58

3-3 动脉的力学特征60

一、应力-应变关系61

二、应力松驰66

三、蠕变70

3-4 血管粘弹性的准线性理论--滞后、应力松驰和蠕变的统一性71

一、线性粘弹性理论71

二、软组织粘弹性的准线性理论79

练习题88

第四章 体循环系统力学89

4-1 血液循环系统介绍89

4-2 脉动流的基本概念94

一、循环系统中的定常流和脉动流--Womersley数a94

二、层流和湍流--Reynolds数95

三、非定常周期性流动--Strouhal数99

四、入口段长度101

五、脉动流的阻抗102

4-3 动脉系统的风箱模型106

一、风箱模型106

二、风箱模型的方程及其基本解108

4-4 动脉中的血液流111

一、动脉中波的传播及波速方程111

二、波的反射和反射系数118

三、脉动流的基本方程及其解125

4-5 静脉中的血液流139

一、静脉血管的稳定性分析141

二、可坍陷管压力与截面积的关系145

三、可坍陷管内的一维定常流动148

4-6 微循环力学151

一、毛细血管中的栓子流模型152

二、考虑管壁渗透时毛细血管内的流动155

4-7 血管系的最优化原理160

一、目标泛函160

二、血管分枝的优化结构162

三、与Roux经验法则的比较165

四、毛细血管系结构的优化167

练习题169

第五章 肌肉力学172

5-1 肌肉的种类及力学特点172

5-2 骨骼肌175

一、骨骼肌的结构及收缩机理175

二、Hill方程177

三、线性记忆理论181

四、三元素模型183

5-3 心肌189

一、松驰状态下的心肌力学190

二、激活状态下的心肌力学195

5-4 平滑肌199

一、自发收缩200

二、非激活态的应力特征202

练习题206

第六章 骨骼力学207

6-1 骨骼系统的结构及其特点207

6-2 骨材料的基本力学性能参数及其实验210

一、骨材料试样的选取213

二、骨材料的主要力学性能参数及其实验214

6-3 软骨223

一、关节软骨的粘弹性224

二、关节软骨的润滑性226

6-4 骨骼系统230

一、颅骨损伤的研究232

二、脊柱的力学分析233

三、足骨的力学研究237

练习题239

第七章 心脏力学242

7-1 心脏的构造242

7-2 心脏的活动过程及有关的力学参数244

7-3 心肌活动的控制系统247

7-4 心脏力学的基本定律251

一、Laplace定律252

二、Starling心脏定律254

7-5 心脏瓣膜有关的力学问题256

一、心脏瓣膜的关闭机理258

二、主动脉瓣及主动脉窦涡模型262

三、二尖瓣及左心室模型266

四、人工心脏瓣膜268

练习题273

第八章 呼吸系统力学275

8-1 呼吸系统的构成及其功能275

8-2 呼吸道中的力学问题277

一、呼吸道中的流动特征277

二、气道中的流量、压力和能量耗散率279

三、呼吸道中气体的迁移和扩散287

8-3 肺泡的几何形态及肺泡中的气体交换297

8-4 肺微循环301

一、肺微循环系统的特征及片流模型301

二、肺泡片中血液流动的基本方程303

三、一维片流理论309

四、肺泡间膜内的流场315

练习题317