本书为“生物材料科学与工程丛书”之一。生物材料与生物活组织的相互作用是材料学、力学、化学、医学、物理学等多学科交叉耦合的研究领域，是当代科学最前沿的科研方向之一，具有很高的学术价值，所以本书试图把科学内容尤其是最前沿的研究成果（包括作者自己的部分成果）与生物材料和生物力学的基础知识兼顾，在保证知识体系全面系统的基础上，突出科学研究的前沿专题，如啄木鸟头骨材料等材料的仿生力学，可降解生物医用材料的力学，植介入材料与宿主组织、细胞的相互作用等研究。
本书内容丰富，具有较高的学术价值，可作为生物医学工程专业的研究生和高年级本科生的学习资料，同时也对本领域的科研工作者具有参考价值。

樊瑜波，教授、博士研究生导师，中国科学技术协会生物力学科普团队负责人。主要从事生物医学工程、康复工程领域研究。现任北京市生物医学工程高精尖创新中心主任，北京航空航天大学医工交叉创新研究院院长、医学科学与工程学院院长，民政部国家康复辅具研究中心主任。

总序
前言
第1章 绪论
1.1 生物医用材料概述
1.2 生物医用材料力学概述
1.3 生物医用材料力学的研究内容
1.4 本书的主要内容
参考文献
第2章 应力与应变理论
2.1 连续介质模型
2.2 张量
2.2.1 指标记法
2.2.2 矢量
2.2.3 二阶张量
2.2.4 二阶实对称张量的特征值与特征矢量
2.2.5 张量场
2.3 应力与主应力
2.3.1 应力张量
2.3.2 主应力与主轴
2.3.3 应力张量的边界条件
2.4 应变与主应变
2.4.1 形变
2.4.2 应变张量
2.4.3 主应变
2.4.4 速度场与应变率
2.5 连续介质力学的基本方程
2.5.1 质量守恒方程
2.5.2 运动方程——线性动量原理
2.5.3 能量守恒方程
2.5.4 热力-机械介质力学的完备方程组
参考文献
第3章 生物材料的力学性能描述
3.1 材料的力学性能
3.2 应力-应变曲线
3.2.1 脆性材料的应力-应变曲线
3.2.2 塑性材料的应力-应变曲线
3.3 弹性与刚度
3.3.1 Hooke定律
3.3.2 弹性模量
3.3.3 刚度
3.3.4 弹性应变能密度
3.4 塑性、强度与断裂
3.4.1 强度指标
3.4.2 强度理论
3.4.3 塑性指标
3.4.4 断裂
3.5 韧性
3.6 黏性
3.7 黏弹性
3.7.1 黏弹性特征
3.7.2 线性黏弹性的经典力学模型
3.8 硬度
3.9 疲劳
3.10 磨损
3.10.1 黏着磨损
3.10.2 磨粒磨损
3.10.3 疲劳磨损
3.10.4 腐蚀磨损
3.10.5 冲蚀磨损
3.10.6 微动磨损
参考文献
第4章 生物材料力学实验技术
4.1 生物材料力学实验的方案设计
4.1.1 实验目标与意义
4.1.2 文献调研与分析
4.1.3 科学假说和实验目标
4.1.4 实验方法与实验内容
4.1.5 实验设计
4.1.6 预实验
4.1.7 数据的记录与处理
4.2 生物材料拉伸实验
4.2.1 实验目的
4.2.2 实验器材
4.2.3 实验原理与方法
4.2.4 拉伸材料力学实验操作规程
4.3 生物材料压缩实验
4.3.1 实验目的
4.3.2 实验器材
4.3.3 实验原理与方法
4.4 生物材料弯曲实验
4.4.1 实验目的
4.4.2 实验器材
4.4.3 实验原理与方法
4.5 生物材料疲劳实验
4.5.1 实验目的
4.5.2 实验器材
4.5.3 实验原理与方法
4.5.4 动态材料力学实验操作规程
4.6 生物材料冲击实验
4.6.1 Hopkinson压杆测试系统
4.6.2 自由落体冲击系统
4.6.3 摆锤测试系统
4.7 生物材料硬度实验
4.7.1 洛氏硬度测试
4.7.2 布氏硬度测试
4.7.3 维氏硬度测试
4.7.4 显微硬度测试
4.8 生物材料纳米压痕实验
4.8.1 概述
4.8.2 基本原理和方法
4.8.3 问题与改进
4.8.4 纳米压痕测试操作步骤
4.9 生物材料磨损实验
4.9.1 实验目的
4.9.2 实验方法
4.9.3 实验器材
4.9.4 磨损评估指标
4.9.5 磨损实验举例：人工膝关节假体磨损检测实验
参考文献
第5章 生物材料力学的数值仿真
5.1 生物材料力学建模
5.1.1 影像采集
5.1.2 几何建模
5.1.3 网格划分
5.1.4 加载与求解方法
5.1.5 结果后处理
5.1.6 生物材料力学建模和生物材料力学实验对比
5.2 有限元分析技术
5.2.1 简介
5.2.2 计算力学的基础
5.2.3 有限元分析求解步骤
5.2.4 特点
5.2.5 分支
5.2.6 常用软件
5.2.7 发展现状及应用领域
5.3 数值仿真举例1：头颈部冲击动力学分析
5.3.1 头颈部几何模型的建立
5.3.2 头颈部多刚体动力学模型
5.3.3 头颈部有限元模型
5.3.4 头颈部冲击仿真分析
5.4 数值仿真举例2：足踝部有限元仿真与验证分析
5.4.1 运用MIMICS对足踝部进行三维重建
5.4.2 足踝部实体模型构建
5.4.3 足踝部有限元模型构建及仿真分析
5.5 数值仿真举例3：人工膝关节磨损的模拟
5.5.1 人工膝关节聚乙烯衬垫的磨损
5.5.2 人工膝关节衬垫磨损模拟的算法研究
5.5.3 上楼梯对人工膝关节假体磨损影响的有限元研究
参考文献
第6章 活组织材料的力学
6.1 生物活组织材料的力学特点
6.1.1 生物活性
6.1.2 个体差异性
6.1.3 非线性
6.1.4 非均匀性
6.1.5 各向异性
6.1.6 非定常性
6.1.7 耦合
6.2 骨组织材料的力学
6.2.1 哈佛氏系统的力学性能
6.2.2 皮质骨的力学性能
6.2.3 松质骨的力学性能
6.2.4 骨的塑建与重建
6.3 关节软骨组织材料的力学
6.3.1 关节软骨的组成与结构
6.3.2 关节软骨的黏弹性
6.3.3 关节软骨的渗透性