112年:物治基礎(2)

下圖為肌腱或韌帶在張力負載下的應力-應變區曲線圖( stress-strain curve )。圖中 f 為曲線下所包含的面積,f區所代表的意義為何? 圖片

A釋放的能量( released energy )
B剛性( stiffness)
C彈性模量( modulus )
D應變能密度( strain energy density )

詳細解析

本題觀念:

應力-應變曲線 (Stress-Strain Curve) 與 應變能 (Strain Energy)

本題主要測驗考生對於生物力學中「應力-應變曲線」各項參數物理意義的理解。在材料力學與生物力學中,應力 (σ\sigma) 與應變 (ϵ\epsilon) 關係圖的幾何特徵(斜率、面積、轉折點)皆對應特定的機械性質。

影像分析:

  • 座標軸
    • Y軸 (Vertical):應力 (Stress, σ\sigma),單位為 MPa,代表單位面積承受的內部力量。
    • X軸 (Horizontal):應變 (Strain, ϵ\epsilon),單位為 %,代表組織受力後的形變程度(長度變化比例)。
  • 曲線特徵
    • a 點附近 (Toe region):趾區,膠原纖維從捲曲被拉直的過程,剛性較低。
    • b 點附近 (Linear region):線性區(彈性區),遵循虎克定律,纖維被線性拉伸。
    • c 點 (Yield point):降伏點,組織開始產生微觀損傷,進入塑性變形。
    • d 點 (Ultimate stress):極限應力,組織能承受的最大應力。
    • e-g 點 (Failure):斷裂/失效區。
  • **f 區 (Area

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