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Kontinuumsmechanische Beschreibung des nichtlinearen Verhaltens von spongiösem Knochen

Die Festigkeitskennwerte des spongiösen (trabekularen) Knochen werden meist in vergleichsweise einfachen Zug- bzw. Druck- oder Torsionsversuchen ermittelt. Im charakteristischen Spannungsdehnungsdiagramm werden anschließend Begriffe wie elastischer Bereich, Fließgrenze, maximal ertragbare Spannung oder Bruchspannung bzw. Bruchdehnung festgelegt, wie man sie für metallische Werkstoffe definiert. Insbesondere ist der Begriff Fließspannung aus der Beschreibung des Verhaltens metallischer Werkstoffe entlehnt. Dort nimmt man an, dass nach dem Erreichen einer Grenzspannung, der sog. Fließspannung, vorhandene Versetzungen wandern und es zu bleibenden Verformungen kommt. Beim Knochen dürften andere mikromechanische Vorgänge Ursache für das nichtlineare Materialverhalten mit bleibenden Verformungen sein. Wir wollen darauf nicht näher eingehen, sondern uns der Analogie bedienen, dass trabekularer Knochen einen analogen Aufbau wie faserverstärkte Kunststoffe bzw. zellulare Materialen besitzt. Das nichtlineare Verhalten von faserverstärkten Kunststoffen lässt sich bekanntlich über Schädigungsvorgänge und deren kontinuumsmechanische Beschreibung modellieren. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das nichtlineare Verhalten des spongiösen Knochen mit geeigneten kontinuumsmechanischen Stoffgesetzen einschließlich der Schädigung zu beschreiben.
Projektleitung:
Dr.-Ing. Werner Winter

Stichwörter:
Knochenfestigkeit, Schädigung, Stoffgesetz

Laufzeit: 1.1.1995 - 31.10.2010

Förderer:
Universität Erlangen-Nürnberg

Kontakt:
Winter, Werner
Telefon 09131-8528502, Fax 09131-8528503, E-Mail: ltm-sekretariat@fau.de
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