颈部是人体几何特性和运动特性最为复杂,也是人体最容易受到伤害的部分之一。颈部损伤是交通事故中常见的损伤,颈部损伤机理和损伤防护已经引起了各国政府和研究者的高度重视。本文通过对大量参考文献和前人工作的研究与总结,对颈椎建模方法进行了深入研究,提出了一套快速颈椎有限元建模方法。采用CT建模方法,图像数据来源于活体,保证模型的准确性。首先,生物医学软件Mimics中生成面轮廓;接着,有限元软件中体网格化;最后,导入Mimics中附材质。Mimics利用CT灰度值进行附材质,相比其他附材质法,与真实结构相似度更高。建模软件和分析软件中间未采用第三方软件进行处理,确保了模型的准确性。通过对比分析,该颈椎模型轮廓准确地反映了颈椎的真实结构。为保证模型的有效性,本文对颈椎模型进行了生物力学加载验证。结果表明,该模型具有良好的生物逼真度,能够作为颈椎损伤机理研究的有效工具。本文对该颈椎模型进行了瞬态动力学加载分析,该模型能够比较准确的对人体颈椎在碰撞条件下的响应进行描述,并能输出足够的结果数据进行颈部损伤机理研究。针对所做冲击力学研究,设计了用于颈部保护的颈部外骨骼装置,并对外骨骼装置的材料和结构进行了分析验证,动力学软件LS-DYNA冲击分析结果表明该装置能够有效地减小颈部冲击损伤,达到了颈部保护的目的。