429 (7)

Ze wzoru (14.40) wynika, że przy zmienionej lokalnej strukturze tkanki może dochodzić do zaburzeń w rozmieszczeniu gfuoici energii potencjalnej sprfiystaści. a co za tym idzie w miejscach o nadmiernej jej koncentracji może dochodzić do dyslokacji struktur kostnych, a dalej - do osłabienia i mikrouruzów Właściwości hiomechanic/ne kości jak równie/ innych tkanek zależą w du/ej mierze od wieku, na przykład wytrzymałość kości jest największa w wieku 30—U) lat. a następnie dość szybko maleje z wiekiem Największy wytrzymałość kość wykazuje na ściskanie i zginanie, natomiast mniejszy na rozciąganie, a najmniejszy na skręcanie Przykładowo średnia wytrzymałość części zbitej ludzkiej kości udowej u ludzi dorosłych wynosi około 107 MN/m*\ wytrzymałość na ściskanie 139 MN/m\ na zginanie 160 MN/m\ a na skręcanie 53 MN/m^:. Maksymalne (graniczne) wydłużenie względne procentowe w zależności od rodzaju kości wynosi od 1.4-1.5*. Wartość U zmniejsza się wraz z wiekiem, co wskazuje na to. że kości osób starszych są bardziej kruche i mniej wytrzymałe. Inne tkanki wy kazują du/e zróżnicowanie właściwości biomcchamcznych. na przykład wytrzymałość mięśni na rozciąganie wy. nosi 0.I-0.3 MPa. części gąbczastej kości 1-2 MPa. chrząstki szklistej 1-40 MPa w zależności od rodzaju odkształcenia, ścięgna 40-100 MPa itp. Dla porównania moduł sprężystości dla metali jest rzędu 10" Pa. granica wytrzymałości zaś na zerwanie - rzędu 10* Pa

Bardzo ważną rolę w biomcchanice pełnią mało dotychczas zbadane właściwości reołogiczne mazi stawowej oraz chrząstek.

14.4.9. Modele reołogiczne materiałów lepko-sprężystych i spręży sto-lepkich

Reołogia jest nauką o płynięciu i deformacji ciał rzeczyw istych. Tkanki, takie jak tkanka mięśniowa, płucna, kostna, chrzęst na itp. pod względem teologicznym są materiałami lepko-sprężystymi lub sprężysto-lepkimi. W modelach takich materiałów wioicrwośri sprftyste imituje idealna sprężyna, w której odkształcenia zachodzą zgodnie z prawem Hookea Natomiast wiośriwośri lepkie - dławik złożony z cylindra, w którym znajduje się ciecz lepka, w której z kołei porusza się tłoczek. W przypadku gdy tłoczek porusza się ruchem jednostajnym, jego przemieszczenie jest wprost proporcjonalne do czasu, a siłę tarcia b hamującą nich tłoczka określa podane w* wcześniejszych rozdziałach prawo Newtona. Przypomnijmy jego postać:

F*Sn¥    (14.41)

ót

fd/*: f-odkuulctn*    dp\i/ - wybicie odUruleeri iwyłAotZ <0 runią). S - po^ocr/dwu

Najprostsze modele opisujące *ba<ciności lepko-spręZyife uzyskuje się bądź to z rów nołegkgo połączenia elementu sprężystego z lepkim, hądż też z szeregowego połączenia tych elementów. Pierwszy model nosi nazwę modelu Kehina-Uoifthta (ryc. I4.57a). drugi zaś - MaxweUa (ryc. I4.57b).

%

429