パラメータ設定
骨プリセット
荷重タイプ
外径 R_o
16.0 mm
内径 R_i（髄腔）
8.0 mm
骨長 L
380 mm
荷重 F / モーメント M
1000 N
Tスコア（骨粗しょう症）
0.0
0=正常, <-1=骨量減少, <-2.5=骨粗しょう症
年齢
50 歳
BMI
23.0
応力振幅 σ_a（疲労）
80 MPa
—
最大応力 σ [MPa]
—
安全率 SF
—
推定破壊荷重 [N]
—
疲労寿命 N [cycles]
—
断面二次モーメント I [mm⁴]
—
10年骨折リスク [%]
骨断面・応力分布
S-N 疲労曲線（皮質骨）
荷重 vs 安全率
理論式
中空円筒断面諸量：
$$I = \frac{\pi}{64}(D_o^4 - D_i^4), \quad J = \frac{\pi}{32}(D_o^4 - D_i^4)$$曲げ応力：$\sigma = \dfrac{M \cdot c}{I}$， 圧縮：$\sigma = \dfrac{F}{A}$， ねじり：$\tau = \dfrac{T \cdot r}{J}$
S-N疲労（皮質骨）：$\sigma_a = \sigma_f (2N)^b$ （$\sigma_f \approx 150$ MPa, $b \approx -0.07$）
骨粗しょう症補正：$\sigma_{ult,OP} = \sigma_{ult} \times (1 + 0.15 \times T\text{-score})$
整形外科・インプラント設計： 骨折固定プレート設計 / 骨内釘・スクリュー選定 / 人工関節ステムの応力シールディング評価 / 骨粗しょう症骨のFEM前処理計算。