BIOMECHANICA
DEEL 1: DE GRONDSLAGEN VAN HET MENSELIJK BESTAAN
2. Het skelet in relatie tot bewegen
2.1 Mechanische eigenschappen van lichaamsweefsel
2.1.1 Stress-strain curve
= belastings-vervormingscurve
• Stress (σ): kracht die op een lichaam inwerkt en de vervorming veroorzaakt
= belasting
• Strain (ε): de vervorming als resultaat van een inwerkende kracht
= vervorming
▪ Belasting wordt aangebracht binnen elastisch gebied van de kromme en daarna
weggenomen → materiaal neemt opnieuw oorspronkelijke vorm aan
= geen blijvende vervorming
▪ Belasting neemt toe → er komt een punt waarop de materiaalvezels gaan vloeien =
vloeigrens (=yield point) ➔ overgang van elastisch naar plastisch gebied
▪ Belasting neemt toe tot voorbij de vloeigrens → komt in het niet-elastische gebied
(= plastische gebied) van de kromme te liggen
= blijvende vervorming
▪ Belasting gaat voort in niet-elastisch gebied → er komt een punt waarop het
materiaal het begeeft = breekpunt (= failure)
1
,Elasticiteitsmodules (k):
- Helling van het lineaire deel van de curve
- Maat voor de stijfheid van het materiaal
- k = stress/strain = σ/ε
In het dagelijkse leven is de belasting die aan biologische structuren wordt opgelegd veel
lager dan wat die structuur aankan.
- Residual strain (overgebleven vervorming)
Verschil in originele lengte en de lengte ten
gevolge van stress in de plastische regio
- Veiligheidszone:
2
, - Mechanische energie
Een structuur wordt vervormd door een
kracht die er op uitoefent → de strain
(= vervorming) geeft een idee over de
mechanische energie die door het
materiaal wordt geabsorbeerd.
• Opgeslagen energie = oppervlakte
onder de curve
• Wegnemen kracht = opgeslagen
energie wordt vrijgegeven
2.1.2 Soorten materialen
SOORTEN MATERIALEN
1 Elastisch materiaal • Lineair verband tussen belasting en
vervorming
• Ideale stress-straincurve
• Wanneer de belasting
weggenomen wordt → materiaal
keert terug naar oorspronkelijke
toestand (als vloeipunt niet bereikt
is!)
= Volledige recuperatie van
mechanische energie
2 Visco- elastisch materiaal • Geen lineair verband
• Hysteresis: verloren deel
mechanische energie
• Meeste biologische weefsel
• Vervorming → snelheid + duur
belasting!
3
, 3 Broos (brittle), stijf (stiff), meegaand • Bepaald door elasticiteitsmodus
(compliant) materiaal • Bepalend voor opslag van de
hoeveelheid mechanische energie
4
DEEL 1: DE GRONDSLAGEN VAN HET MENSELIJK BESTAAN
2. Het skelet in relatie tot bewegen
2.1 Mechanische eigenschappen van lichaamsweefsel
2.1.1 Stress-strain curve
= belastings-vervormingscurve
• Stress (σ): kracht die op een lichaam inwerkt en de vervorming veroorzaakt
= belasting
• Strain (ε): de vervorming als resultaat van een inwerkende kracht
= vervorming
▪ Belasting wordt aangebracht binnen elastisch gebied van de kromme en daarna
weggenomen → materiaal neemt opnieuw oorspronkelijke vorm aan
= geen blijvende vervorming
▪ Belasting neemt toe → er komt een punt waarop de materiaalvezels gaan vloeien =
vloeigrens (=yield point) ➔ overgang van elastisch naar plastisch gebied
▪ Belasting neemt toe tot voorbij de vloeigrens → komt in het niet-elastische gebied
(= plastische gebied) van de kromme te liggen
= blijvende vervorming
▪ Belasting gaat voort in niet-elastisch gebied → er komt een punt waarop het
materiaal het begeeft = breekpunt (= failure)
1
,Elasticiteitsmodules (k):
- Helling van het lineaire deel van de curve
- Maat voor de stijfheid van het materiaal
- k = stress/strain = σ/ε
In het dagelijkse leven is de belasting die aan biologische structuren wordt opgelegd veel
lager dan wat die structuur aankan.
- Residual strain (overgebleven vervorming)
Verschil in originele lengte en de lengte ten
gevolge van stress in de plastische regio
- Veiligheidszone:
2
, - Mechanische energie
Een structuur wordt vervormd door een
kracht die er op uitoefent → de strain
(= vervorming) geeft een idee over de
mechanische energie die door het
materiaal wordt geabsorbeerd.
• Opgeslagen energie = oppervlakte
onder de curve
• Wegnemen kracht = opgeslagen
energie wordt vrijgegeven
2.1.2 Soorten materialen
SOORTEN MATERIALEN
1 Elastisch materiaal • Lineair verband tussen belasting en
vervorming
• Ideale stress-straincurve
• Wanneer de belasting
weggenomen wordt → materiaal
keert terug naar oorspronkelijke
toestand (als vloeipunt niet bereikt
is!)
= Volledige recuperatie van
mechanische energie
2 Visco- elastisch materiaal • Geen lineair verband
• Hysteresis: verloren deel
mechanische energie
• Meeste biologische weefsel
• Vervorming → snelheid + duur
belasting!
3
, 3 Broos (brittle), stijf (stiff), meegaand • Bepaald door elasticiteitsmodus
(compliant) materiaal • Bepalend voor opslag van de
hoeveelheid mechanische energie
4
