24. Основные понятия биомеханики. Внешние и внутренние силы, нормальные и касательные напряжения.
БИОМЕХАНИКА – раздел биофизики, в котором рассматриваются механические свойства живых тканей и органов, а также механические явления, происходящие как с целым организмом, так и с его отдельными органами.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ – наука о строении и свойствах материалов. В стоматологическом материаловедении изучаются свойства и строение основных конструкционных материалов (металлов, сплавов, керамик), вспомогательных (моделировочных, формовочных, оттискных и др.) и стоматологических пломбировочных материалов.
Условно считают, что на тела действуют как СОСРЕДОТОЧЕННЫЕ в точке силы, так и РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ по определенной поверхности. Например, при жевании силы распределены по жевательной поверхности зубов. Сосредоточенные силы выражаются в единицах силы, а распределенные – в единицах давления.
По характеру действия нагрузки можно разделить их на СТАТИСТИЧЕСКИЕ и ДИНАМИЧЕСКИЕ. При статических нагрузках отсутствуют ускорения элементов объекта, при динамических нагрузках эти ускорения незначительны. В челюстно-лицевом аппарате человека наблюдаются знако-переменные динамические нагрузки.
Действие окружающих тел на рассматриваемое характеризуется ВНЕШНИМИ силами, которые могут распределяться по объему и действовать на каждую частицу тела. Например, силы всемирного тяготения, реакции опор и связей.
Взаимодействие между частями рассматриваемого объекта внутри определенной его области характеризуется ВНУТРЕННИМИ силами. Внутренние силы, возникающие в зубе, выявляются только в том случае, если рассечь объект на две части горизонтальным сечением. Так как связи между частями устранены, то взаимодействие частей нужно заменить системой внутренних сил в сечении. Нижняя часть объекта действует на верхнюю точно так же, как и верхняя на нижнюю. Равнодействующая внутренних сил в сечении может определяться из условий равновесия либо нижней, либо верхней частей рассеченного тела.
Мерой внутренних сил, возникающих при деформации материала под действием внешних сил, является МЕХАНИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ.
25. Упругая деформация; понятие пластичности и хрупкости. Закон Гука, модуль Юнга, коэффициент Пуассона.
УПРУГИМИ ДЕФОРМАЦИЯМИ называют такие изменения формы и размеров элементов, которые исчезают после прекращения действия сил. Эти деформации наблюдаются при внешних силах, меньших определенного предела Fупр. Если же приложенные силы превосходят этот предел, то после их удаления первоначальные размеры и форма тела не восстанавливаются. Такие остаточные (пластические) деформации связаны с необратимыми сдвигами слоев решетки.
ПЛАСТИЧНОСТЬ – способность материала получать большие остаточные деформации, не разрушаясь.
Свойство ХРУПКОСТИ – разрушение тел при незначительных деформациях.
Высокоэластичной деформацией обладают эластомеры, а также полимеры и белки, составляющие основу мышечного волокна.
При рассмотрении упругой деформации была экспериментально установлена связь между деформацией и внешней силой, которая называется ЗАКОНОМ ГУКА:
∆l= (∆F×l)/(E×S),
где ∆l – абсолютное удлинение, ∆F – сила растяжения (или сжатия), l – длина образца, E – модуль упругости ( модуль Юнга), S – площадь образца.
Произведение E×S называют ЖЕСТКОСТЬЮ при сжатии или растяжении.
МОДУЛЬ ЮНГА Е характеризует сопротивляемость материала при сжатии (или растяжении).
