人的日常运动其实就是骨承受拉、压、剪、扭等重复性载荷的过程。骨是人体的重要器官,和大多数工程材料一样,骨在交变载荷作用下会发生疲劳损伤,当损伤超过机体的自我修复能力,就会导致骨折。特别对于运动员、军人和患有骨质疏松的老年人,疲劳骨折现象尤为严重。有趋势表明,到2050年全球每年因为骨折而接受治疗的人将增加到630万人。我国已经逐渐进入老龄社会,随着人口老龄化的加剧,这一趋势将更加明显,骨折问题已成为老龄社会必须高度重视的公共问题,因此研究骨疲劳对认识与骨损伤有关的骨骼疾病具有重要的意义。骨损伤的本质是骨内产生微裂纹,微裂纹的产生导致骨模量下降,因此本文分别从压缩疲劳、弯曲疲劳两个角度探究了疲劳过程中骨模量的变化。主要工作如下:（1）采用数字散斑技术研究了交变载荷作用下密质骨模量的变化。实验结果发现,密质骨的模量随着疲劳过程呈现出先快速下降,后缓慢下降,最后再快速下降的趋势。（2）采用数字散斑技术探究了密质骨在三点弯曲和四点弯曲条件下骨弹性模量的演化过程。实验从骨中性轴的偏移和试件表面最大拉压应变两个角度研究了疲劳过程中骨的力学性能。实验发现在三点弯曲疲劳实验和四点弯曲疲劳实验中,骨中性轴的偏移具有相同的趋势,都是先快速上升后趋于平缓,在断裂前没有明显变化。试件表面的最大拉压应变却具有不同的趋势,四点弯曲疲劳实验中最大拉压应变都是先快速上升,后趋于平缓。而三点弯曲疲劳实验中,试件表面的最大拉应变是先快速上升,后趋于平缓,而最大压应变则呈现出相反的趋势。上述得到的这些结果期望服务于骨骼疾病的治疗和康复。而且本文从力学角度分析了骨的损伤行为,可以得到一些单纯医学角度得不到的结果,从而更好地理解骨的损伤和修复机理,为骨骼疾病的治疗和康复提供理论和技术上的参考,还可以为今后高性能生物医疗结构及自主控制系统的设计提供一定的定性的或半定量的支持,推进其在医疗工程结构中的应用。