有限元方法是分析正碰、车辆-行人碰撞等交通事故中下肢骨骼损伤的主要工具,准确定义下肢骨骼材料属性是使该方法获得合理结果的必要条件。然而,下肢皮质骨在碰撞工况中所表现的动态材料力学行为较静态存在很大差异,针对该问题也尚无合适的试验方法和试验结果提出,导致目前有限元仿真中仍沿用骨骼静态材料参数进行分析,结果缺乏准确性。因此本研究的主要目的在于建立规范的下肢骨骼动态材料力学性能试验方法,获得皮质骨材料力学行为的应变率依赖性。同时,为解决材料试验中人骨试样缺乏的问题,扩大骨骼材料试验取材范围,对干燥和防腐保存方法对皮质骨应变率依赖性的影响也进行了试验研究。主要研究内容如下:（1）在充分研究动物种类、年龄、解剖部位、试样制作和试验方法等对皮质骨力学性能造成显著影响的因素的基础上,以最大程度排除皮质骨力学性能个体差异和减小试验误差为原则,用猪股骨替代人骨,设计了皮质骨试样获取流程和加工方法。随后,将128个皮质骨试样按照10^-3 s^-110³ s^-1间5个应变率范围（静态2组、动态3组）和3种保存方法（新鲜、干燥、防腐）共分为15组,新鲜组直接进行试验,防腐和干燥试样分别进行保存处理。（2）基于一维应力波理论,分析了霍普金森杆试验中满足一维性和线弹性假设的方法,对霍普金森杆材料和尺寸进行了选定,对加载系统和数据采集系统进行了设计。同时,为使试样满足应力平衡和常应变率条件,对各整形器材料及其组合的脉冲整形效果进行了预实验,分析了塑性金属和软材料的整形效果,并提出了适宜皮质骨动态压缩测试的入射脉冲形状设计方法。（3）将试样按组进行静、动态压缩试验,测试各组骨骼的材料力学性能,并记录碎片的宏观形态、微观表面结构和有机物质量分数,最终获得皮质骨材料力学性能与其材料和结构的关系。本文结果表明,脉冲整形效果方面,试样两端在整个变形过程中始终保持应力平衡,试样超过70%的应变发生在常应变率阶段。各组试样所实现的常应变率值均与整形器横截面积成正比（新鲜组R²=0.8157、防腐组R²=0.8508、干燥组R²=0.8743）,但各组线性拟合斜率不同。皮质骨力学性能方面,随应变率自10^-3 s^-1提升至10³ s^-1,新鲜骨极限应力增加94.5%（R²=0.7113）和极限应变增加94.5%（R²=0.7113）,增幅分别为94.5%（R²=0.7113）,138%（R²=0.5774）;防腐骨极限应变增加78%（R²=0.76263）,极限应力增加67%;干燥骨极限应变增加24%,极限应力增加1%。三组试样有机物质量分数存在显著差异（p=0.0048）,但有机物质量分数与各材料力学参数间均不相关。断裂表面微观形态方面,新鲜骨、防腐骨和干燥骨存在显著差异,同时在静态(10^-3 s^-110^-2 s^-1)、低速动态(200 s^-11000 s^-1)和高速动态(>10³ s^-1)碎片表面观察到不同的断裂机制。在试样宏观断裂形态上,新鲜骨和防腐骨倾向于沿斜向断裂,干燥骨倾向于沿骨轴向断裂。试验方法方面,本文所建立的皮质骨动态压缩试验方法能有效维持试样在大范围内保持常应变率,且易于重复。骨骼力学性能方面,与国内外同类研究结果相一致,本研究中新鲜皮质骨表现出明显的应变率依赖性,极限应力和极限应变随应变率显著增加,因此在车辆碰撞损伤分析中使用静态材料参数存在很大误差,可能大幅高估乘员和行人受到的伤害值。同时,防腐骨和干燥骨由于其材料成分和微结构的显著差异,难以与新鲜骨相联系,因此不建议用于材料力学和生物力学测试。