利用骨外固定器治疗足踝部的骨折以及畸形一直是骨科治疗的重要手段,目前临床使用的骨外固定器大多是金属材质,患者佩戴有较大的身体负担,并且容易引起针孔感染等并发症。为此,我们设计了一款结构简单通用、使用轻便的非金属材质骨外固定器,该款骨外固定器构型为包覆状,更加贴合患者肌肤,减小患者的身体以及心理负担,并且能够大幅度减小针孔感染等并发症发生的概率。本文以人体足踝系统的畸形矫正和骨折治疗为研究对象,结合现有骨外固定器的特点,设计了一款全新构型的骨外固定器,并利用仿真分析的方式确立了该款骨外固定器的制作材料,针对实际使用工况对其进行了强度、刚度校核。主要研究内容如下:（1）以医学CT扫描图像作为数据来源建立人体足踝系统的三维骨骼模型,利用MIMICS软件进行阈值分割后编辑蒙版得到初步的足踝部骨骼模型,再将此模型导入GEOMAGIC软件进行修复,经过曲面优化和精准曲面等多步骤重复操作,最终得到了表面光滑完整的足踝部骨骼三维模型,为之后的骨外固定器设计提供了依据。（2）首先对现有的骨外固定器构型进行了探究,选择以环式外固定器为原型,以我们所建立的骨骼模型为尺寸依据进行结构设计。明确了胫腓骨部分和足部的所有穿针平面和可能穿针的位置,并且设计了一种全新的钢针夹持装置,根据胫腓骨的四个穿针平面设计了四类外固定组成机构,这四类机构可以任意拼接,并与足部构件通过关节器连接构成骨外固定器的整体构型。其次设计了调节装置,它能使骨外固定器具有一定的调节功能,可用于畸形矫正等疾病的治疗。然后对钢针的力学性能进行了计算分析,确定了适当的钢针直径并制定了配合外固定器使用的钢针长度。最后通过3D打印物化该新款骨外固定器的模型,进一步验证了设计的合理性以及安装使用的便捷性。（3）为解决骨外固定器质量笨重的问题,选取了几种高强度的塑料材料作为骨外固定器的选材进行仿真分析,并与铝合金材料进行了对比。根据骨外固定器的实际使用工况在ANSYS软件中对其模型施加载荷,得到外固定器的应力值和变形情况,通过对比筛选确定了聚酰胺作为骨外固定器的选材,并对其强度刚度进行了校核确保达到使用要求。然后对装配好的骨外固定器和骨骼模型进行了仿真分析,根据实际使用工况对其施加载荷和约束,求解完成后得到等效应力云图和变形云图,确保其应力大小与变形量合理,并且骨外固定器装配骨骼的整体结构应力集中在钢针上。