国内外对生物力学性能实验的研究毕业论文
生物材料的力学性能与应用领域的研究综述
生物材料的力学性能与应用领域的研究综述随着人们对生物医学领域的认识的不断提高，生物材料的力学性能已经成为了研究热点之一。
生物材料是指用于替代或修复人体组织的材料，它们需要满足一定的强度和刚度要求，同时具有良好的生物相容性和生物降解性。
本文将就生物材料的力学性能和应用领域进行一些综述和分析。
1. 生物材料的力学性能1.1 强度和刚度强度和刚度是生物材料力学性能中最基本的两个指标，它们决定了生物材料是否可靠和是否适合用于临床。
通常采用拉伸试验来评估生物材料的强度和刚度。
其中，强度指的是材料在拉伸过程中，承受力的最大值，刚度指的是材料在拉伸过程中，单位应变所承受的力。
一般来说，生物材料的强度和刚度要求高，才能满足人体负荷的要求。
1.2 疲劳性能疲劳性能是指生物材料在频繁的负载下，耐久性能的表现。
研究表明，生物材料的疲劳性能是逐渐降低的。
因此，需要考虑生物材料的疲劳性能，进行更全面的评估。
1.3 摩擦和磨耗性能摩擦和磨耗性能直接影响生物材料的使用寿命。
通常，材料间应力和摩擦会导致其表面损坏，而磨损也会对生物组织产生不利影响。
因此，需要考虑生物材料的摩擦和磨损性能，以提高其使用寿命和安全性。
2. 生物材料的应用领域2.1 手术材料手术材料是用于替代或修复人体组织的材料，例如诸如骨折、缺牙等常见手术中使用的人工骨、人工关节、人造血管等。
这些材料需要具备良好的生物相容性和生物降解性，同时承受人体负荷和外界损坏。
因此，手术材料的力学性能成为了研究的重点。
2.2 医用器械医用器械是指用于医疗治疗和诊断的设备或工具，例如心脏起搏器、人工心脏、医用超声等。
由于医疗器械要直接接触人体，因此需要满足生物相容性和安全性要求。
与手术材料相比，医用器械的力学性能要求更为严格，需要在高负荷下保持稳定和安全。
2.3 技术改进技术改进包括生物医学技术和生物工程学技术的发展和应用。
例如重建购买、再生医学和皮肤细胞研究等。
这些技术需要满足组织的生物力学要求，以实现对生物组织的修复和改进。
生物材料的力学性能分析和优化
生物材料的力学性能分析和优化生物材料是自然界中具有各种不同结构、成分和性质的材料，包括骨骼、肌肉、皮肤、毛发等。
这些生物材料在自然界中具有广泛的应用，对于维护生物体的结构完整、功能正常具有重要的作用。
在工程中，我们也可以从这些生物材料中汲取灵感，研究其力学性能，将其应用于人造材料的设计中，提高材料的性能和使用寿命。
一、生物材料的力学性能分析生物材料的力学性能是指其在外部作用下产生的变形和破坏行为。
为了对生物材料的力学性能进行分析，我们需要确定其力学参数，如弹性模量、屈服强度、断裂韧性等，以及材料的结构和形态。
这些参数对于材料的性能和使用寿命至关重要。
以骨骼为例，骨骼是生物体内最重要的支撑组织，它的力学性能决定了生物体在运动和负重过程中的稳定性和耐久性。
骨骼的力学性能可以通过测量骨骼的弹性模量、屈服强度和疲劳强度来表征。
其中，弹性模量是指骨骼在正常条件下的弹性响应能力，即在应力下产生的应变；屈服强度是指材料在弯曲或拉曳等载荷作用下的力学性能，即在材料发生塑性变形之前的最大力；疲劳强度是指材料在反复应力作用下能够承受的最大载荷。
二、生物材料的力学性能优化在工程中，我们需要根据具体的应用需求优化材料的力学性能，以提高材料的使用寿命和性能。
同时，我们还需要考虑材料的成本和生产工艺等因素，以确保材料的大规模应用。
例如，在骨骼成形、修复和重建方面，我们需要考虑骨骼材料的物理、化学和生物学性质，以确定最佳的生物材料组合和结构。
此外，我们还需要通过仿生学原理来设计和制造更加耐用和有效的人造骨骼材料，以解决生物体自身再生骨骼组织能力受到限制的现实问题。
针对生物材料的力学性能优化，我们可以从以下几个方面入手：1. 材料的成分优化：通过调整材料中的成分比例，改变材料的物理和化学性质，以提高其力学性能。
2. 材料的结构优化：调整材料的纤维排列、孔隙度和壁厚度等参数，以改变材料的力学行为。
3. 组合材料的优化：通过将多种材料组合在一起，从而得到既具有材料强度又具有材料耐用性的复合材料。
生物材料的力学特性与力学性能研究
生物材料的力学特性与力学性能研究生物材料，作为一种特殊的材料类型，具有独特的力学特性和力学性能。
研究这些特性与性能的目的是为了更好地理解生物材料的本质和应用，从而开发出更好的材料和应用。
首先，我们来探讨生物材料的力学特性。
生物材料的力学特性指的是材料在外力作用下产生的形变和变形能力。
与传统的工程材料不同，生物材料经常需要承受复杂的力学负荷，如拉力、压力、剪力等。
这些力学负荷可以导致生物材料发生弹性变形、刚性变形或塑性变形。
以骨骼为例，它是一种具有弹性和韧性的生物材料。
在正常情况下，人体的骨骼可以弹性地抵抗外力的作用，从而保护内脏器官和其他组织。
当骨骼受到极端力的作用时，骨骼可以发生塑性变形，能够更好地吸收冲击力和保护身体。
这种力学特性是骨骼作为生物材料的重要特点，也是许多工程材料无法媲美的。
在研究生物材料的力学特性时，我们还需要考虑材料的力学性能。
力学性能是指材料在特定条件下表现出的性能，包括强度、硬度、韧性等。
这些性能对生物材料的应用至关重要。
以皮肤为例，它是人体最大的器官之一，具有出色的韧性和弹性。
皮肤的韧性使其能够承受外界力学负荷，并向全身分散压力，起到保护作用。
而皮肤的弹性使其能够自由地伸缩，适应身体的各种运动和姿势。
这些力学性能使得皮肤能够适应不同的环境和挑战，确保身体的健康和安全。
研究生物材料的力学特性和力学性能的方法包括实验和数值模拟。
实验是通过设计和进行一系列的试验来测量和观察生物材料在不同外力作用下的变形和变化，从而得到力学特性和性能的数据。
数值模拟则是利用计算机模型和算法，对生物材料在外力作用下的行为进行模拟和分析，得到力学特性和性能的预测结果。
最后，了解和研究生物材料的力学特性和力学性能有助于应用于医学、生物工程和材料科学等领域的发展。
例如，在医学领域，了解骨骼的力学特性和性能可以帮助医生诊断和治疗骨骼相关疾病，并指导人工关节和植入物的设计和应用。
在生物工程领域，了解细胞和组织的力学特性和性能可以为组织工程和生物材料的研发提供指导和支持。
人股骨头软骨生物力学性能实验研究
人股骨头软骨生物力学性能实验研究近年来，临床研究发现，人类的股骨头软骨在某些关节炎患者中可能出现功能损伤，导致抗肿瘤治疗效果降低，影响治疗效果。
因此，有必要研究人类股骨头软骨的生物力学性能，以更好地理解抗肿瘤治疗效果和进行更有效的关节炎治疗。
为了研究人类股骨头软骨的生物力学性能，我们设计了一个实验，在实验中我们取材于五名正常成年男性股骨头软骨组织采集，经酶消化后分离出单个软骨细胞，更详细的技术步骤可以参见文献[1]。
在实验中，我们采用了受控剪切试验，利用力学分析系统，测量各种载荷条件下软骨材料的弹性模量（E），极限应变（E s），屈服应变（E f），杨氏模量（G），以及塑性变形比（P）。
另外，为了更深入了解软骨材料的受拉拒性，我们把这些实验数据做进一步的统计学分析，得出了当软骨受到不同载荷条件作用时，其弹性模量、极限应变、屈服应变、杨氏模量及塑性变形比的变化规律。
实验结果表明，在受控应力或双向剪切下，软骨的弹性模量近似于常数，其值为0.18~0.20MPa，而极限应变的取值则受载荷条件的影响较大，两个方向的极限应变在2.5~3.0%之间，而屈服应变的取值在0.4~0.9%之间，而塑性变形比的取值受载荷的大小影响较小，参见文献[1]。
另外，由实验结果可以证明，软骨材料在静态强度方面有比较大的均匀性，但是在动态剪切试验中，软骨材料的细胞结构会发生变形，使得软骨材料的力学性能有一定的变化。
而这也是软骨材料在关节炎游离体和关节植入物等领域的应用中，研究者们必须对其性能进行详细调研的原因。
综上所述，通过对人类股骨头软骨材料的生物力学性能实验研究，我们可以更好地了解软骨材料的力学性能特征，从而为关节炎治疗和抗肿瘤治疗提供了理论参考。
此外，未来研究可以通过不同载荷条件下对软骨材料的其他力学行为，如力学损伤性能，蠕变性能和老化性能等进行研究，从而进一步了解人类股骨头软骨的生物力学性能。
生物材料力学性能的表征与研究
生物材料力学性能的表征与研究生物材料是指在生物体内存在的具有特定功能和结构的材料。
它们在生物体内承担着重要的生物学功能，如支撑、保护和传递力量。
了解生物材料的力学性能对于设计和开发生物医学器械、生物材料和组织工程材料至关重要。
本文将探讨生物材料力学性能的表征与研究方法。
一、力学性能表征的基本参数力学性能是指材料在受力作用下的变形和破坏行为。
对于生物材料而言，常用的力学性能表征参数包括弹性模量、屈服强度、断裂强度和韧性等。
弹性模量是材料在受力作用下恢复原状的能力，反映了材料的刚度。
屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值，断裂强度是材料发生破坏的应力值。
韧性是材料在受力作用下能够吸收的能量，反映了材料的抗冲击性能。
二、力学性能测试方法1. 拉伸试验拉伸试验是最常用的力学性能测试方法之一。
它通过施加拉伸力来测量材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度等参数。
在拉伸试验中，材料被拉伸到破坏前后的变形和应力数据将被记录下来，通过对这些数据的分析可以得到材料的力学性能。
2. 压缩试验压缩试验是另一种常用的力学性能测试方法。
它与拉伸试验类似，但是施加的是压缩力。
通过压缩试验可以得到材料的弹性模量、屈服强度和断裂强度等参数。
与拉伸试验相比，压缩试验更适用于一些负荷承受压缩力的生物材料，如骨骼和软骨。
3. 扭转试验扭转试验用于测量材料的剪切性能。
在扭转试验中，材料被扭转，通过测量扭转角度和扭转力来计算材料的剪切模量和剪切强度等参数。
扭转试验常用于测量一些柔软的生物材料，如肌肉和血管。
三、力学性能研究的应用1. 生物医学器械生物医学器械在临床应用中需要具备良好的力学性能。
通过对生物材料力学性能的研究，可以为生物医学器械的设计和制造提供指导。
例如，人工关节的材料需要具备足够的强度和韧性，以承受人体运动时的力量和冲击。
2. 生物材料开发生物材料的开发需要考虑其力学性能，以满足特定的生物学功能要求。
通过研究生物材料的力学性能，可以优化其组成和结构，以提高其强度、韧性和稳定性。
《生物软组织力学性质的理论研究》范文
《生物软组织力学性质的理论研究》篇一一、引言生物软组织作为生命体系内的重要组成部分，其力学性质的研究对于理解生物体的结构、功能以及响应外部刺激的机制具有重要意义。
本文旨在探讨生物软组织力学性质的理论研究，包括其基本原理、研究方法以及在医学、工程学等领域的应用。
二、生物软组织的基本力学性质生物软组织具有复杂的力学性质，包括弹性、粘性、塑性等。
这些性质使得软组织在受到外力作用时能够产生形变，并具有一定的恢复能力。
软组织的力学性质受到其组成成分、结构以及所处环境的影响。
1. 组成成分与结构生物软组织的组成成分主要包括水分、胶原蛋白、弹性蛋白等。
这些成分的分布和排列方式决定了软组织的力学性质。
例如，胶原蛋白的含量和排列方向对软组织的强度和韧性具有重要影响。
2. 力学性质的分类（1）弹性：软组织在受到外力作用时能够发生形变，当外力消失后，能够迅速恢复原状。
（2）粘性：软组织在受到外力作用时，由于分子间的摩擦力而产生形变，这种形变具有一定的滞后性。
（3）塑性：软组织在受到较大外力作用时，可能发生永久性形变，这种形变无法完全恢复。
三、生物软组织力学性质的研究方法研究生物软组织的力学性质需要采用多种方法，包括实验方法、理论分析和数值模拟等。
1. 实验方法实验方法主要包括对软组织进行拉伸、压缩、剪切等力学测试，以获取其力学参数，如弹性模量、粘性系数等。
此外，还可以利用光学、电子显微镜等手段观察软组织的微观结构。
2. 理论分析理论分析主要是通过建立数学模型，对软组织的力学性质进行理论推导和预测。
这需要了解软组织的组成成分、结构以及所受外力的类型和大小等因素。
3. 数值模拟数值模拟是利用计算机软件对软组织的力学性质进行模拟和分析。
这种方法可以模拟出不同条件下软组织的形变过程，从而更好地理解软组织的力学性质。
四、生物软组织力学性质的应用生物软组织的力学性质在医学、工程学等领域具有广泛的应用。
1. 医学领域（1）诊断与治疗：通过分析软组织的力学性质，可以辅助医生进行疾病的诊断和治疗。
生物材料的力学性能及应用研究
生物材料的力学性能及应用研究生物材料是指以生物大分子（如蛋白质、核酸和多糖类等）为基础组成、具有生物相容性和可降解性、可操控和可塑性能的材料。
生物材料广泛应用于医学领域，包括人工器官、组织工程、骨修复等。
而生物材料的力学性能是影响其应用效果的关键因素之一。
生物材料的力学特性生物材料的力学特性包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。
其中，弹性模量是材料弹性变形时所需施加的力与其引起的应变之比。
屈服强度是材料在拉伸或压缩过程中出现塑性变形时的最大强度。
断裂韧性是材料在断裂前吸收的能量。
生物材料的力学性能受到其化学成分、结构和制备工艺等多种因素的影响。
例如，多糖类生物材料具有较好的生物相容性和可降解性，但其力学性能较低；而聚氨酯等生物材料的力学性能较好，但生物相容性和可降解性存在不足。
生物材料的力学应用生物材料的力学应用广泛，包括人工器官、组织工程、骨修复等。
例如，在人工血管的制备中，力学性能的考虑至关重要。
合适的弹性模量和屈服强度能够保证材料在人体内的稳定性和生物相容性。
另外，在心脏瓣膜的研究中，细胞培养和材料监测有助于提高材料的生物相容性和力学性能。
组织工程是生物材料力学应用的另一个重要领域。
在组织工程中，生物材料既可以用作支架或基质，又可以与生物细胞相结合，实现组织的再生。
以人类骨组织工程为例，材料的生物相容性和力学性能直接关系到组织的再生效率和质量。
因此，生物材料需要具有适宜的强度、刚度和生物相容性等特性，才能用于组织工程。
骨修复是生物材料力学应用的重要研究方向之一。
目前，采用生物材料修复骨骼缺损的方法已经成为了一种常见的治疗手段。
例如，复合型生物材料包括钙磷骨水泥、骨替代材料和骨毡等，具有良好的生物相容性和可塑性能。
其在骨修复中的应用已经得到广泛研究和应用。
结论生物材料是一种具有生物相容性和可降解性质的材料，其力学性能是影响其应用效果的关键因素之一。
对于材料的化学成分、结构和制备工艺等方面的优化和研究，有助于改善生物材料的力学性能和应用效果。
生物材料的生物学性能和力学性能研究
生物材料的生物学性能和力学性能研究生物材料作为一种特殊的材料，具有独特的生物学性能和力学性能，能够在生物体内起到重要的功能。
生物材料的研究对于理解生物学过程以及开发新的生物材料具有重要意义。
本文将讨论生物材料的生物学性能和力学性能研究的最新进展。
一、生物材料的生物学性能研究1. 生物相容性生物相容性是指生物材料与生物体相互作用时不会引起异物反应或其他不良反应的能力。
生物相容性的研究是生物材料应用的重要前提。
近年来，研究者发现，生物相容性与生物材料表面性质密切相关，例如表面化学组成、表面粗糙度、表面电位等。
因此，对于生物材料的表面改性研究也得到了广泛关注。
研究发现，表面改性可以显著提高生物材料的生物相容性。
2. 生物反应性生物反应性是指生物材料在生物体内受到生物体反应的能力。
生物反应性的研究是生物材料应用的另一个重要前提。
生物反应性与生物材料自身特性密切相关，例如生物材料的化学成分、结构形态、表面特征等。
研究表明，合理设计生物材料可显著改善其生物反应性。
3. 生物活性生物活性是指生物材料可以刺激生物体产生良好的反应，从而促进生物体修复和再生的能力。
生物活性的研究是生物材料应用的重要方向。
传统生物活性研究主要集中在细胞培养实验中。
近年来，研究者开始将生物材料纳米化研究，以改善生物材料的表面特性，从而提高生物活性。
二、生物材料的力学性能研究1. 弹性模量弹性模量是指材料在外力作用下产生形变时的抗力能力。
生物材料的弹性模量是其力学性能的重要指标之一。
近年来，研究者发现，生物材料弹性模量与其组织结构和生物化学成分密切相关。
研究生物材料弹性模量的变化规律，可以深入了解生物材料的微观结构和组成，进一步推进生物材料研究进程。
2. 抗拉强度抗拉强度是指材料在拉伸过程中最大受力能力。
生物材料的抗拉强度是其力学性能的另一个重要指标。
研究发现，生物材料的抗拉强度与其组织形态和化学成分密切相关。
而生物材料在不同的环境下，其组织形态和化学成分也会发生变化。
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国外对生物力学性能实验的研究毕业论文目录第一章绪论 (1)1．1引言 (1)1.2骨折固定接骨板的国外研究现状 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国研究现状 (2)1.3骨生物力学有限元仿真的研究现状 (2)1.3.1国外研究现状 (2)1.3.2国研究现状 (3)1.4骨生物力学性能实验的国外研究现状 (3)1.4.1骨生物力学性能实验的国外研究现状 (3)1.4.2骨生物力学性能实验的国研究现状 (4)1.5论文的研究目的、容及章节安排 (4)1.5.1研究目的 (4)1.5.2研究容 (4)1.5.3章节安排 (4)1.6本章小结 (5)第二章股骨及相关附属结构的简介 (6)2.1股骨的解剖结构 (6)2.2股骨的附属结构 (7)2.2.1膝关节的解剖结构分析 (7)2.2.2髋关节的解剖结构分析 (8)2.3股骨干骨折类型 (8)2.4骨折愈合机制 (9)2.5本章小结 (9)第三章股骨干骨折系统模型建立及有限元分析 (11)3.1有限元分析的前提 (11)3.2股骨三维模型的建立 (11)3.2.1反求工程的概念 (11)3.2.2股骨模型的建立 (13)3.2.3钛合金接骨板、骨钉模型的建立及与股骨的装配 (17)3.2.4在ANSYS软件建立股骨骨折系统模型 (17)3.3固定接骨板系统的有限元分析 (18)3.3.1定义单元类型和材料属性 (18)3.3.2 划分网格 (19)3.3.4加载方式 (21)3.3.5计算求解 (21)3.3.6 后处理 (21)3.3.7有限元分析结果整理 (29)3.3.8 结果分析 (30)3.4 本章小结 (31)第四章股骨愈合的力学实验 (32)4.1电测法的简介 (32)4.1.1电测法的基本概述 (32)4.1.2电测法的特点 (32)4.2电测法在骨生物力学的应用 (32)4.3骨愈合力学实验 (33)4.3.1实验设计 (33)4.3.2实验数据统计 (34)4.4对应有限元分析模型的建立 (35)4.5本章小结 (36)第五章股骨有限元分析结果与实验结果的对照 (37)5.1实验数据整理 (37)5.2实验数据与有限元分析数据的比较 (38)5.3本章小结 (40)第六章结论与展望 (41)6.1 结论 (41)6.2展望 (41)参考文献 (42)致谢 (43)第一章绪论1．1引言生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支。
依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。
生物固体力学是利用材料力学、弹塑性理论、断裂力学的基本理论和方法，研究生物组织和器官中与之相关的力学问题。
在近似分析中，人与动物骨头的压缩、拉伸、断裂的强度理论及其状态参数都可应用材料力学的标准公式。
但是，无论在形态还是力学性质上，骨头都是各向异性的。
20世纪70年代以来，对骨骼的力学性质已有许多理论与实践研究，如组合杆假设，二相假设等，有限元法、断裂力学以及应力套方法和先测弹力法等检测技术都已应用于骨力学研究。
骨是一种复合材料，它的强度不仅与骨的构造也与材料本身相关。
骨是骨胶原纤维和无机晶体的组合物，骨板由纵向纤维和环向纤维构成，骨质中的无机晶体使骨强度大大提高。
体现了骨以最少的结构材料来承受最大外力的功能适应性。
股骨骨折是属于骨生物力学的一个重要研究课题,骨生物力学也是生物力学的一个重要分支。
随着人们对股骨骨折研究工作的不断开展，骨力学性能的探究由最初使用的实验手段逐渐倾向于现代的有限元分析法。
这主要是因为实验在人体体是无法进行的，近年来有限元分析法的飞速发展为进行骨力学探究开辟了一条新的思路。
本研究将利用逆向工程技术通过CT扫描的图像，应用MIMICS软件对扫描图像进行处理，建立股骨模型，将股骨模型导入三维CAD软件Pro/E,按照特定基准进行装配，完成股骨固定系统模型的建立。
有限元分析及基于原模型的改进设计，建立股骨近端固定系统生物动力学模型分析框架，利用ANSYS分析模型受力获取了股骨骨折系统在各种加载条件下，各个部件的应力应变情况。
1.2骨折固定接骨板的国外研究现状1.2.1国外研究现状1958 年由穆勒等15名瑞士外科医生发起成立了固定研究会，简称ASIF 或AO。
自AO 成立之日起为骨科固定做出了不可替代的贡献，半个世纪以来随着固定接骨板技术的发展与普及，现已形成一个从原则、理论、方法到设备和器材的完整体系，成为当今骨折治疗领域中的经典手段之一。
AO学派继承了达尼斯等学者的固定思想和骨折一期愈合理论，倡导和推进骨折固定治的疗与研究，提出了著名的AO四原则，包括了坚强固定、解剖复位、无创外科技术、术后早期无痛活动。
这四个原则几乎成为了从事骨科临床治疗工作的医生的应掌握的首要治疗原则。
从上个世纪90年代初期，AO学者戈博、帕尔马尔等提出了关于生物学固定的新的概念，不破坏骨的生长发育的正常生理环境。
强调骨折治疗要重视骨的生物学特性，也反映出BO新概念的核心。
1.2.2国研究现状在国，近年来研究固定接骨板的学者和专家越来越多。
一些学者研制了一种锥状点式接触钢板是为了达到减少骨皮质血供受损目的在普通接骨板的底面焊接锥状突起；玉峰等设计的复合动力点接触接骨板经过生物力学测试，显示出的弯扭强度与DCP板基本相似。
许多医学工作者在我国传统医学的基础上结合国外动力加压接骨板的优点，设计出多种接骨板系统包括角翼自动加压钢板、非等强度自动加压钢板、槽状带齿自动加压钢板、梯型自动加压钢板等。
第三军医大学的熊雁等结合了AO研究进展中接骨板的所有优点设计出了点接触锁定加压接骨板(PC-LCP)，其设计出的接骨板就是为了进一步保护骨折端及骨皮质血运，提供骨折愈合的最佳生物学环境，并且为了让充分保护了骨皮质及骨折区域的血供该设计避免了接骨板与骨面之间不必要的接触。
随着科学技术的飞速发展，大量创新理论被实践所证实，尤其是骨折愈合得到了重新认识与审视，骨科固定治疗体系即将迎来另一个飞速发展的时期。
如今国研制出综合了AO、BO 的理论并且加入自己的独到观点的天鹅型记忆接骨器，研制出了利用了镍钛形状记忆合金的奥马金相可逆性的记忆合金接骨器，不仅已经应用于临床，并且效果十分良好。
1.3骨生物力学有限元仿真的研究现状1.3.1国外研究现状自1943年库朗首创了有限元法，有限元法已应用到了很多领域。
在1972年Rybicki和Brekelmans首次在骨生物力学中应用有限元法，随着计算机应用的普及，有限元对骨生物力学的研究起重大作用，在其中占领主导地位，主要应用于外固定系统的研究、各种人工假体的设计及优化，及骨系统的应力分析。
研究人体椎间盘、周围韧带、关节软骨的生物力学特性；测试评价人工关节置换的效果。
利用有限元法得到的计算结果应需要与体或体外实验进行比较，有些情况需要结合动物、临床实践进行比较分析。
现今的有限元模型不仅能逼真地模拟各种骨骼、椎间盘，还能将周围的软组织加入模型，使其更加逼真形象，为人类未来的医学事业做出更大贡献。
历史上，在骨科生物力学与生物材料两方面, 焦点先放于股骨。
全髋关节置换术是一个很常见的手术，全球每年大约要完成30万例。
随之而来, 大量的失败病例出现。
由于以上两点, 刺激植入股骨假体的二维和三维有限元模型的发展。
事实上，失败主要出现在股骨假体侧。
Huiskes的工作对了解股骨植入物载荷传递的基本机制做出了非常重要贡献。
大约在同一时期,，对全膝关节置换的计算机辅助分析也开始进行，由于多数临床问题出现在假体的胫骨部分，因此在当时的研究主要集中于胫侧。
Chand首先发展了早期膝关节的二维有限元模型, 以后又出现了膝关节的三维有限元模型。
由于计算机技术水平的限制, 当时进行此类分析需要大量的人力物力。
相对于这些早期分析, 现代计算机技术允许发展既省时廉价又功能强大的三维有限元模型。
1.3.2国研究现状骨折的生物力学也常用有限元分析法进行分析。
建新等利用有限元分析从骨科生物力学角度探讨横形与斜形骨折愈合的影响。
其结果发现横形骨折复位后固定稳定且牢固，而且骨折的早、中、后期均可压力所产生的压电效应，斜形骨折则不能。
研究发现压电效应能促进骨痂的生长。
廖东华等对离体的胫骨进行有限元分析，证明了士兵胫骨应力骨折确是与其中应力水平密切相关的，载荷应力大者正是应力骨折发病率高者,，最高应力集中部位在膝下约 1/3 长度处的前方部位,，同临床统计分析结果是相符合的。
这也证明了胫骨骨折的确是由于应力较高所致。
献祥等通过有限元法对小儿肱骨髁上部力学特性进行了分析, 根据结果认为伸直型肱骨髁上骨折的固定方法为: ①若侧移位, 则采用屈曲 90°旋前位固定；②若外侧移位, 则采用屈 90°旋后位固定；③若外侧骨膜完全破裂即粉碎性骨折，不论是侧移位, 还是外侧移位, 只要复位良好, 宜采用旋后位、中立位固定, 但考虑到前臂、腕、手部的功能, 以屈曲90°旋后位固定为优。
1.4骨生物力学性能实验的国外研究现状1.4.1骨生物力学性能实验的国外研究现状1846年，沃特海姆测量出骨生物弹性性质，并得出非线性的应力-应变关系方程；1864年，Wertheim用当时最先进的实验方法测定了骨的弹性性质，Carter和Hayes通过实验测量和分析了骨骼的应力应变的情况，提出了利用骨骼的表观密度计算骨骼弹性模量的方法；1884年，伍尔夫提出在体骨将随其所售的应力、应变而改建； 1977年，通过实验研究了松质骨的弹性模量和强度对应变率的敏感性；LakeS和Katz等人在1979年通过对骨的粘弹性力学行为研究，建立了皮质骨的非线性粘弹性本构方程；1990和1993年，Crolet将均匀化理论用于密质骨。
1.4.2骨生物力学性能实验的国研究现状均海等通过人体密质骨撞击实验研究，得出了应力-应变率随时间变化的曲线以、应力-应变关系图线；王勃等人通过对人的股骨和胫骨各向异性力学参数、流变形特性的研究，测试了国人的股骨和胫骨不同方向的力学参数，并得到应力松弛时力与时间的关系；文志等人通过动物力学实验研究，建立了可数值量化的应力与股骨近端生长关系的生物力学模型；吴维才等通过实验研究了扭荷下股骨的力学性质。
1.5论文的研究目的、容及章节安排1.5.1研究目的随着生物力学的研究工作的不断开展，骨力学性能的探究由初期常用的实验手段逐渐倾向于有限元法。
本文以钛合金接骨板固定股骨中段骨折的三维重建模型为研究对象，基于CT 螺旋扫描图像利用Mimics医学软件、Geomagic逆向工程软件，对股骨三维模型进行重建，再通过三维CAD软件建立接骨板固定的股骨骨折系统模型；运用有限元法对股骨骨折系统进行模拟仿真分析，并对部分仿真结果进行实验验证。