Effects of Fatigue Damage on the Microscopic Modulus of Cortical Bone Using Nanoindentation.
Effects of Fatigue Damage on the Microscopic Modulus of Cortical Bone Using Nanoindentation.
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纳米压入法研究疲劳损伤对皮质骨微观模量的影响。
DOI：
10.3390/ma14123252
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发表时间：
2021-06-12
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Qu C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meng X;Qu C;Fu D;Qu C
循环载荷对骨结构的改变会破坏其在多个尺度上的抗损伤能力。骨中疲劳损伤的累积通常以弹性模量的降低为特征。在这项研究中，纳米压痕用于研究微观损伤演化的牛胫骨样品经受疲劳载荷。在相同的60 μm × 120 μm区域内进行压痕试验，观察不同损伤程度（包括断裂）的折合模量的变化。结果表明，骨的折合模量在最初的40%的寿命分数显著下降，而在其余期间进行缓慢。由于残余压痕的长度约为4 μm，因此骨的折合模量的退化反映了较小尺度上疲劳损伤的累积。
Alterations to the bone structure from cycle loadings can undermine its damage resistance at multiple scales. The accumulation of fatigue damage in a bone is commonly characterized by the reduction in the elastic modulus. In this study, nano-indentation was used for investigating microscopic damage evolution of bovine tibia samples subjected to fatigue loading. Indentation tests were conducted in the same 60 μm × 120 μm area with different degrees of damage, including fracture, and the evolution of reduced modulus was observed. The results showed that bone’s reduced modulus decreased significantly during the initial 40% of the life fraction, whereas it proceeded slowly during the remaining period. As the size of the residual indentations was about 4 μm in length, the degradation of bone’s reduced modulus reflected the accumulation of fatigue damage at smaller scales.
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作者：
Koester, K. J.;Ager, J. W., III;Ritchie, R. O.
通讯作者：
Ritchie, R. O.
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作者：
Feng, Liang;Chittenden, Michael;Jasiuk, Iwona
通讯作者：
Jasiuk, Iwona
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作者：
Burge, Russel;Dawson-Hughes, Bess;Tosteson, Anna
通讯作者：
Tosteson, Anna
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通讯作者：
van der Meulen, MCH
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Lee, TC;O'Brien, FJ;Taylor, D
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Taylor, D