研究目的与意义:建立有效的足-冰球鞋有限元模型,通过对模型进行蹬冰动作仿真模拟,获得蹬冰动作过程中足踝部应力和应变等相关数据,为分析冰球运动对足踝生物力学特征的影响提供可靠的方法和手段,为改进冰球运动技术提供理论依据。同时,通过模拟分析不同蹬冰角度和不同冰球鞋足弓支撑高度对足踝部应力和应变的影响规律,为冰球鞋的设计与改进提供数据支持。研究方法:使用CT平扫方法获取受试者右足着冰球鞋无负重中立位时二维影像学数据,利用MIMICS19.0软件建立足鞋面模型,利用UGNX10.0软件进行曲面缝合建立足、冰球鞋实体模型,并利用SOLIDWORKS2017软件建立足部软骨,在ANSYS WORKBENCH 19.1软件中建立足部筋膜、韧带,筋膜使用LINK180单元建立,韧带使用弹簧单元模拟;使用三维激光扫描仪扫描冰刀刀片和刀拖获取冰刀的点云模型,利用GEOMAGIC DESIGN X64软件建立冰刀实体模型。使用GEOMAGIC STUDIO2013软件和SOLIDWORKS2017软件完成冰球鞋模型的分割;将足、冰球鞋、冰刀实体模型导入ANSYS WORKBENCH19.1中定义接触,并利用WAW-600E微机控制电液伺服万能试验机测试冰球鞋各部分材料的力学性能,为冰球鞋模型赋准确材料属性,最终完成足-冰球鞋有限元模型的建立。通过Novel emed足底压力测试板和Pedar压力感应鞋垫以100HZ采集频率采集受试者着冰球鞋双足平衡站立时足（刀）底的压强峰值及接触面积,与ANSYS WORKBENCH 19.1软件模拟人体双足平衡静止站立的静态分析的结果对比,以对模型进行验证。通过两台SONY高速摄像机以60Hz拍摄频率进行三维高速拍摄,利用视讯解析系统计算冰球运动员蹬冰的角度范围,通过市场调查了解足弓垫高度。在ANSYS WORKBENCH 19.1软件中应用本研究建立的足-冰球鞋有限元模型模拟不同蹬冰角度及不同足弓垫高度对蹬冰着地瞬间第一跖趾关节、胫腓骨、距下关节、刀底应力等指标的影响。研究结果:（1）建立的足-冰球鞋有限元模型包括足部模型、冰球鞋模型两部分,共包含320733个单元节点和203996个单元。（2）实测冰刀刀底压强峰值为930KPa,有限元模拟冰刀刀底压强峰值为1022KPa,误差百分比为9.9%;实测刀底总接触面积为25.5cm~2,有限元模拟测得刀底总接触面积为23.5cm~2,误差百分比为8.51%;实测足底压强峰值为77.5KPa,有限元模拟足底压强峰值为72.1KPa,误差百分比为6.99%。与实测相比,第一跖趾关节处模拟结果小8.60%,足跟处模拟结果小4.33%。（3）与蹬冰90度骨骼应力相比,蹬冰80、70、60度胫腓骨应力分别增加54.73%、137.36%、254.65%;蹬冰80、70、60度距下关节应力分别增加19.98%、35.73%、52.96%;蹬冰80、70、60度足底筋膜应力分别增加14.36%、141.22%、151.02%;蹬冰80、70、60度第一跖趾关节应力分别增加12.04%、13.33%、17.70%;与蹬冰角度为90度刀底应力相比,蹬冰80、70、60度分别增加6.89%、11.15%、16.26%;蹬冰90度时刀底最大应变位于刀底中间,变形角度为9度,蹬冰80、70、60度时刀底最大应变位置位于刀底前端,变形角度依次为4度、15度、29度。（4）足弓垫高度对胫腓骨应力和距下关节应力影响较小。在不同角度蹬冰时第一跖趾关节应力,全足弓支撑比半足弓支撑减少6.88%～8.05%,比无足弓支撑减少8.03%～16.6%。结论与建议:（1）本研究建立的足-冰球鞋有限元模型可有效模拟计算冰球运动员蹬冰过程中足（冰刀）部应力应变等指标。（2）改变冰球运动员蹬冰角度会对足踝部和冰刀的应力应变产生影响,随着冰球运动员蹬冰角度的减小,胫腓骨、足部距下关节、第一跖趾关节、足底筋膜等参数的应力增大,刀底应力、冰刀应变也随之增大。（3）改变冰球鞋内足弓垫高度会对足部应力产生影响,随着足弓支撑高度的降低,胫腓骨、距下关节应力产生较小差异,第一跖趾关节应力随之增大。