具有低摩擦磨损特性的金属-超高分子量聚乙烯（UHMWPE）人工髋关节是现阶段临床应用最广泛的髋关节假体,但UHMWPE磨损可导致假体周围骨溶解和无菌松动,是造成全髋关节置换手术远期失效的主要原因。接触面积、接触应力和交叉剪切是影响UHMWPE磨损的主要因素,传统UHMWPE髋关节常采用大直径球头设计提高关节稳定性和活动范围并降低脱位风险,但研究显示由于关节面接触面积增大而导致磨损增大。交联技术的发展显著降低了UHMWPE的磨损率,但髋关节假体的几何参数对交联UHMWPE磨损的影响尚未明确,其磨损性能有待进一步研究。临床研究和磨损试验是目前研究UHMWPE髋关节磨损性能的主要手段,但所耗费的时间周期长、经济成本高,不适合对假体进行大量和远期的参数化研究。计算机仿真提供了低成本高效率的解决方法,弥补了上述磨损性能测试方法的不足,有助于UHMWPE磨损机理的研究。本文主要包括UHMWPE磨损仿真模型的建立、验证和应用三方面的内容,具体如下:本文首先使用三维建模软件Solidworks、有限元前处理和分析软件Hyper Mesh及Abaqus建立了金属-交联UHMWPE髋关节有限元接触力学模型。结合UHMWPE磨损理论模型,基于Fortran语言建立了UHMWPE髋关节磨损仿真计算流程,并与已发表的髋关节模拟机磨损试验结果进行对比验证了UHMWPE磨损理论模型的准确性。在磨损仿真模型的应用阶段,本文基于建立的UHMWPE髋关节磨损仿真模型研究在标准步态条件下球头尺寸、UHMWPE臼杯厚度和关节面间隙3个假体几何参数分别对UHMWPE磨损的影响,并采用多层节点更新方法进行了20年等效远期磨损预测。结果表明,对于28 mm、36 mm和44 mm三种球头尺寸的假体,球头直径增大会导致接触面积增大,交联UHMWPE关节面的磨损量随之显著增加,表明交联尚未完全消除大头设计带来的负面影响。对于UHMWPE臼杯厚度分别为4 mm、6 mm和10 mm的假体,臼杯厚度主要影响接触应力而非接触面积,故磨损体积和深度无明显变化,而蠕变体积和深度随臼杯厚度增加而显著增加。对于关节面间隙分别为0.5 mm和0.1 mm的假体,增大关节面间隙造成接触面积减小而接触应力增大,导致磨损体积减小而磨损深度增加。而与5百万步态周期的磨损计算结果相比,远期体积磨损率显著增加。上述结果显示磨损体积与接触面积成正相关,与接触应力呈负相关,而磨损深度与接触应力成正相关。后续需进一步进行多参数耦合分析获得参数组合的最优解。本文建立的UHMWPE髋关节磨损仿真流程可为UHMWPE髋关节假体的设计优化提供理论依据和方法支撑。