髋关节是人体重要的运动及承载关节,但由于病变、事故等原因导致的髋关节功能障碍很大程度影响了患者的正常生活和工作。人工髋关节置换术是目前解决该问题的有效方法,其中股骨假体的生物力学性能对术后人工髋关节的稳定及长期疗效有重要影响,因此设计合理的股骨假体模型,使其更好地适应人体内部的生理环境尤为重要。随着有限元技术在生物力学领域的广泛应用,利用该技术辅助研发和评价新型假体以指导临床治疗成为医用生物力学领域的重要手段。本文以某骨科材料有限公司的Plus标准股骨假体和以其为原型优化改进的2052-2102新型假体为研究对象,通过生物力学性能的对比研究探究新型假体的优化效果,为企业后期生物力学试验和假体的优化设计提供理论参考。首先,对比研究了2052-2102新型股骨假体和Plus标准股骨假体的生物力学性能：基于医学图像三维重建技术完成了人体股骨的三维重建,将获得的股骨模型根据临床需要切割后分别与2052-2102和Plus假体装配,获得用于有限元分析的置换模型；对两种置换模型进行网格划分及有限元模拟相关设定后分别进行静态、步态和扭转载荷分析,对比分析结果,评估两种假体在使用安全性、置换稳定性、减小应力遮挡、避免假体下沉或松动等方面的生物力学性能。其次,以2052-2102股骨置换模型为对象分析了简化材料模型与非均质材料模型对生物力学性能研究的影响：对置换模型中股骨部分进行非均质材料赋值,实现股骨材料的非均匀性描述；对非均质材料模型进行静态、步态和扭转载荷分析,将分析结果与简化材料模型结果对比,研究不同材料模型对假体生物力学性能评价的影响。最后,以2052-2102新型假体为对象,研究了步态载荷下简化材料模型和非均质材料模型对假体疲劳寿命的影响；对比计算了非均质材料模型下2052-2102新型假体和Plus标准假体的疲劳寿命,为人工髋关节的安全使用、优化改进提供理论基础。