Реферат Курсовая Конспект
Биомеханика мышцы. Трехкомпонентная модель Хилла - раздел Изобретательство, Методическая разработка Мышца Одновременно Обладает Свойством Упругости И Вязкости, То Есть Является ...
|
Мышца одновременно обладает свойством упругости и вязкости, то есть является вязко-упругой средой. Для такой среды предполагаются справедливыми законы классической механики: Мышцы можно представить как сплошную среду, то есть среду, состоящую из большого числа (1020 на 1см3) элементов, взаимодействующих между собой без соударений и находящихся в поле внешних сил.
Основными понятиями механики сплошных сред являются: деформация, напряжение, упругость, вязкость, энергия и температура.
Для упругой деформации справедлив закон Гука:
σу =ε Е ,
где ε – деформация (относительное изменение длины), Е – модуль Юнга, определяемый природой вещества.
Пассивные механические свойства вязкоупругой среды можно моделировать сочетанием упругих и вязких элементов.
Вязкость моделируется (изображается) демпфером η, а упругость — пружиной Е.
Мышца не является ни чисто упругим, ни чисто вязким элементом. Мышца — вязкоупругий элемент.
Пассивное растяжение мышцы.
Наиболее простой моделью, дающей достаточно хорошее приближение к механическим свойствам мышцы, является трехкомпонентная модель Хилла (рис. 4).
Рис.4. Трехкомпонентная модель мышц (СЭ — сократительный элемент)
Установим зависимость деформации мышцы во времени при приложении к ней мгновенного воздействия. Для этого упростим модель. Допустим, что
элемент Е2 отсутствует (σ2 = 0). Тогда для вязкоупругой среды напряжение σ в системе будет определяться упругой σу и вязкой σв составляющими:
,
, (1)
Решение уравнения (1) с начальными условиями ε=0 при t=0, имеет вид:
, (2)
где величина τ = η / Е называется временем запаздывания.
Зависимость (2) достаточно хорошо описывает процесс нарастания деформации ε(t), полученный в эксперименте.
Параллельный упругий элемент Е1 определяет механические свойства внешних мембран клеток (сарколеммы) , внутренних структур — Т-системыи саркоплазматического ретикулума.
Последовательный элемент Е2 определяет упругость актин-миозинового комплекса.
Вязкий элемент η обусловлен скольжением нитей актина относительно нитей миозина. Эта компонента резко возрастает при пассивном режиме функционирования мышцы, так как в этом случае мостики разомкнуты. Это проявляется в возможности сильного растяжения пассивной мышцы даже при незначительных нагрузках.
В этой модели было показано существование вязкой компоненты в мышце, но физическая природа ее оставалась не ясной.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
На сайте allrefs.net читайте: Методическая разработка.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Биомеханика мышцы. Трехкомпонентная модель Хилла
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов