生物力学是力学与生物学、生理学、医学等诸多学科相互结合的一门新兴边缘交叉学科。生物力学主要研究各种生命现象与所处力学环境之间的关系,设计制造各种器械、设备以改善生活质量。而有限元法是一种成熟高效的数值计算方法,特别是在骨科计算力学研究中更具有显著的优越性。本文运用数值模拟技术对髋关节、颈椎和足踝关节三种骨结构进行了三维重建,运用非线性分析方法对髋关节进行接触分析和对颈椎进行静力分析,运用碰撞理论对足踝关节进行瞬时冲击分析,具体如下:运用逆向工程技术建立髋关节接触有限元模型,在模拟人体双足支撑平衡直立状态的工况下,分析正常和三种骨折状态下髋关节整体及接触部位的应力、应变和位移分布,得出结果:正常和三种骨折状态下接触部位的应力都不大于1Mpa,应变都不大于0.02,位移值也都不大于1mm,符合临床要求。精确建立颈椎C3-6活动节段正常高度模型,在前屈、后伸、侧弯、轴向旋转四种载荷工况下,对退变模型及置入双Cage融合模型的生物力学参数进行测试,得出结果:双Cage有着良好的力学强度,能够重建颈椎的稳定性,满足临床颈椎椎间支撑融合的要求。交通车辆碰撞事故中,足踝部是人体与水平地面接触的主要器官,在碰撞的瞬时承受着体重5-10倍的冲击力。高G载荷不仅能引起乘员足踝部肌肉拉伤、韧带撕裂,更容易造成胫腓骨远端骨折。本文运用静力学和动力学的方法模拟人体以直立和背伸、跖屈、内翻、外翻15°四种角度从1M高度跌落时的试验。静力学方法与动力学方法得出的结果相似,与临床骨折分型相近,验证了模型和计算方法的有效性。