基于逆识别方法的皮质骨结构三维多尺度建模：微原纤维尺度研究

骨组织的复杂性和异质性要求进行多尺度建模，以理解其力学行为和重塑机制。人皮质骨结构包含六个结构尺度层级，即（宏观）皮质骨、骨单位、板层、纤维、原纤维和微原纤维。本文建立了一个基于有限元方法的三维模型，用于研究胶原微原纤维的纳米力学行为。该模型考虑了原胶原和矿物的力学性能及几何参数（间隙、重叠和直径），以及交联的影响。应用逆识别方法确定等效平均属性，从而将这些纳米尺度特征与骨组织的宏观力学行为联系起来。本研究调查了在不同交联条件下纳米结构建模的纳米力学性能及应变变形结果。