人体骨骼生物力学测试研究综述.pdf

第14卷第3期汽车工程学报Vol.14No.3

2024年5月ChineseJournalofAutomotiveEngineeringMay2024

人体骨骼生物力学测试研究综述

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张冠军，马巾慧，李昊，刘煜

（1.湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室，长沙410082；

2.中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆401122）

摘要：骨骼是由矿物质和胶原蛋白等成分构成的多尺度层级结构，其在生理载荷作用下的自适应特性造就了骨骼复杂

的非均匀性、各项异性等特性。为适应机械、生物力学、医学、航空航天、法医等多领域中骨骼生物力学特性的表征，

需要利用多种不同的材料力学测试方法，准确地获取骨骼的材料本构参数。全面介绍了骨骼试样的保存、制备、测试及

材料本构参数识别方法，分析了各种力学测试方法的特点及其对骨骼试样的要求。还介绍了新测试技术在骨骼力学特性

表征方面的应用，基于三点弯曲测试方法提出了一套人体骨骼的材料参数获取流程。可为骨骼生物力学特性的系统表征

提供理论和方法参考。

关键词：人体骨骼；力学测试；生物力学；材料参数

中图分类号：TH145.9文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.2095‒1469.2024.03.11

ReviewofBiomechanicalTestingMethodsforHumanBones

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ZHANGGuanjun，MAJinhui，LIHao，LIUYu

（1.StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody，HunanUniversity，Changsha

410082，China；2.ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstituteCo.，Ltd.，Chongqing401122，China）

Abstract:Theskeletonisamultiscalehierarchicalstructurecomposedofminerals,collagenproteins,and

otherconstituents.Thecomplexnon-uniformityandanisotropyofbonesareattributedtotheiradaptive

characteristicsunderphysiologicalloads.Tocharacterizethebiomechanicalpropertiesofbonesinvarious

fieldssuchasmechanicalengineering,biomechanics,medicine,aerospace,andforensics,itisnecessaryto

employarangeofmaterialtestingmethodstoaccuratel