骨骼作为人体最重要的支撑结构,其力学性能研究对损伤生物力学发展有着重要意义。骨骼的组成成分和微观结构的非均一性可能造成其力学性能在轴向和周向上存在差异,厘清这种差异对了解长骨的真实力学性能有着重要作用。目前,已有学者对周向上骨骼力学性能变化进行了研究,但由于试样制备以及测试方法之间有所差别,获取的试验结果不尽相同,并且探究骨骼轴向上力学性能变化的研究有所缺失。因此,有必要探究骨骼的力学特性在轴向和周向上的变化规律,为建立高生物逼真度的骨骼有限元模型提供理论依据。本文从3根牛股骨骨干各获取七个厚度为25mm的骨环,从每个骨环的四个解剖学区域分别获取1个纳米压痕试样、2个横向三点弯曲试样以及2个纵向三点弯曲试样。对所有纳米压痕试样进行纳米压痕测试获取载荷-深度曲线。用准静态三点弯曲试验对每个三点弯曲试样进行测试,获得力-位移曲线。采用Oliver-Pharr法计算纳米压痕试样的压入模量和硬度。采用梁理论经典公式求解三点弯曲试样的弹性模量、屈服应力、屈服应变、极限应力、极限应变。采用统计学手段探究股骨轴向上位置变化和周向上区域变化对骨骼力学性能的影响以及纳米压痕测试和三点弯曲试验所获取材料参数的相关性。分析结果表明,轴向上位置变化对纳米压痕试样的材料参数影响不显著（p＆gt;0.05）,对三点弯曲横向试样的弹性模量（p=0.001）、屈服应力（p=0.011）和极限应变（p=0.024）影响显著,对三点弯曲纵向试样的弹性模量（p＆lt;0.001）、屈服应力（p＆lt;0.001）、屈服应变（p=0.003）和极限应力（p＆lt;0.001）影响显著,三点弯曲试样的弹性模量、屈服应力以及极限应力从近心端到远心端先增大后减小;周向上区域变化对纳米压痕试样的压入模量（p=0.011）影响显著,对三点弯曲横向试样的弹性模量（p=0.002）、屈服应力（p=0.002）和极限应力（p=0.004）影响显著,对三点弯曲纵向试样的屈服应力（p=0.019）具有显著的影响。纳米压痕试样的压入模量和三点弯曲试样的弹性模量、屈服应力、极限应力都是前侧和内侧比较大,外侧和后侧比较小。未发现纳米压痕试样的压入模量与三点弯曲横向试样的弹性模量（R~2=0.09,p=0.32）和三点弯曲纵向试样的弹性模量（R~2=0.04,p=0.70）的相关性。长骨轴向上位置变化和周向上区域变化对骨骼力学性能的影响较大,因此在建立骨骼有限元模型时,有必要采用非均一的材料模拟骨骼的生理力学响应。