استخوان يكي از بافتهاي زندهي موجودات هست كه نقش اصلي را در ساختار اسكلت بدن ايفا ميكند.
خصوصيات مكانيكي منحصر بهفرد استخوان به ساختار سلسله مراتبي آن مربوط ميشود كه از مقياس نانو
تا سطح استخوان كامل گسترش مييابد. ساختار سلسله مراتب ريز ساختارها و خصوصيات مكانيكي ناشي
از آنها در مقياسهاي مختلف، بر رفتار مكانيكي كلي استخوان تأثير ميگذارد و به منظور پيشبيني كمّي
رفتار استخوان، درك عميق رفتار مكانيكي اجزاي آن در مقياسهاي مختلف مورد نياز است. بنابراين در
اين پژوهش، رفتار مكانيكي استخوان با استفاده از مدلسازي چندمقياسي مبتني بر اجزاي محدود و از روش
همگنسازي مورد تحليل قرار گرفته است. براي دستيابي به اين مقصود، در ابتدا سه سطح از ساختار سلسله
مراتبي استخوان در نرمافزار آباكوس طراحي و شبيهسازي ميشود: در سطح نانو، فيبريلهاي كلاژن معدني
شده، در سطح زيرميكرو بافت لاملار )آرايش فيبريلها( و در سطح مزو، ساختار استخوان كورتيكال. سپس
با اعمال شرايط مرزي و استفاده از روش همگنسازي، ضرايب الاستيك استخوان به عنوان يك مادهي
ارتوتروپ، در هر يك از سطوح سهگانه محاسبه شده و نتايج آن ارائه مي شود. نتايج به دست آمده تطابق
خوبي با تحقيقات گذشته نشان داد. همچنين در اين تحليل، عوامل تأثيرگذار بر رفتار مكانيكي استخوان
در هر يك از مقياسها )نظير كسر حجمي مادهي معدني، جهتگيري آرايش فيبريلها در لايههاي لاملا و
حضور لاكوناها( مورد بررسي قرار ميگيرد.
