雷经发，戢　敏，张学勇

1.安徽建筑大学机械与电气工程学院，安徽合肥，230601；2．成都学院机械工程学院，四川成都,614007；3.安徽建筑大学数理学院，安徽合肥,230601



生物力学等效软质材料应力波测试方法的分析与研究

雷经发1，戢敏2，张学勇3

1.安徽建筑大学机械与电气工程学院，安徽合肥，230601；2．成都学院机械工程学院，四川成都,614007；3.安徽建筑大学数理学院，安徽合肥,230601

摘要：针对生物力学等效软质材料的特点，在对应力波传播机理及其测试原理分析研究的基础上，设计了等效仿真软质材料力学性能的应力波测试分析系统，并对三组不同硬度的等效软质材料的波速、固有频率和弹性模量等参数进行了测算，实现了生物力学等效软质材料的应力波测试。最后将测试结果与振动冲击动态测试结果进行了比较，验证了该方法的有效性。

关键词：软质仿真材料；应力波法；弹性模量；脉冲信号；固有频率

1问题的提出

生物软组织具有明显的非线性、各向异性以及粘弹性。作为人体软组织替代材料的生物力学等效软质材料，同样要求其具有与人体软组织相近的力学特性，故对其力学性能的测试直接关系到其与人体软组织力学等效性的判定[1-6]。由于生物力学等效软质材料具有硬度低、模量低、应变率高，温度、时间效应明显，形状和体积的不均匀性和不规则性，材料的强度和弹性具有明显的方向性(即各向异性)，比强度、比模量高等一系列特点，决定了传统的固体材料力学性能测试方法和测试系统不能完全适用于生物力学等效仿真软质材料的测试，这就要求开发和研制有针对性的测试方法和测试系统。……