现代机器人学 有一些是在受力下工作的(如皮肤、腱、血管和软胥等)。一般软组 织的特点是柔软易变形,具有不同程度的抗拉强度,但不能抗弯和 抗压。它们大多数富有弹性。许多软组织具有一定的预拉伸应 力,例如一段动脉或一根腱被切断,它们就自动收缩。生物软组织 材料与常用的金属材料之间的差别主要在于它具有明显的非线 性,各向异性和粘弹性(包括滞后、蠕变和松弛特性)。 非线性是指生物软组织的应力一应变关系股都不服从虎克 定律。滞后性体现在软组织的加载应力应变曲线与卸载应力 应变曲线不同。出图!-7可见,同样载荷下,卸载豳线的伸长比 λ(受载下的长度与原来长度之比)要比加载过程中的λ值大。只 有在卸掉较多载荷的情况下,才能恢复到原有载荷状态下的变形, 材料的这-特性称为滞后性。这种软组织材料的应力-应变关系 特性和金属材料的塑性特性又有所不同、只要完全消除载荷并经 过一段时闰后,它就能恢复到原有形状而无明显残余变形。软组 织这种与常规弹性材料性质既相似又有所不同的特性称为“拟弹 性”。考虑到这种特性,在研究软组织时,应对其加载及卸载过程 分别进行分析,即 7=f(e) >0时 和 g= f2(eE) da 0时 此处f1和f2分别代表加载和卸载的应力-应变关系 软组织材料在循环载荷下具有趋近性,即软组织材料每个加 载循环下的载荷一变形曲线都不相,如图1-8所示。但图上的 各次循环曲线也表明随着循环次数的增加,加载与卸载曲线之间 的差别越来越小;两次循环之间的曲线在形状和距离上的差距也 越来越小。因此对这类材料的研究通常应包括两部分內容 是对载荷一伸长关系趋于稳定过程的分析,一是对稳定后载荷 伸长规律的分析。研究前一部分内容需要进行多次重复加载,这