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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a 94

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