瓣膜置换手术是挽救心脏瓣膜疾病患者生命的有效手段，自19世纪60年代以来人工心脏瓣膜被越来越多地用于治疗心脏瓣膜疾病。随着人体心脏瓣膜流场理论和生物材料理论研究的不断深入，围绕人工生物瓣膜抗血栓、防钙化、大幅度提高使用寿命展开的计算机辅助心瓣造型设计理论与技术的研究以及瓣架加工的计算机辅助模具设计表现出广阔的前景。 本文依据心脏解剖学，以接近或达到人体天然心瓣的性能为目的，将传统设计理论与现代设计方法相结合，提出构建人工生物心脏瓣膜参数化模型的新方法。以采集临床心瓣动态参数为基础，通过对人体心瓣自然形态的分析导引出人工生物瓣膜的基本雏形，构建生物瓣膜参数化设计平台，运用CAID参数化软件Pro/E分别创建符合空间几何方程的旋转抛物面、圆球面、圆柱面和椭球面，随之依次与其对应的倒圆锥面相交确定边界线和重要点的空间位置，得到一系列较为精确的尺寸参数，建立瓣叶参数化模型，并利用有限元软件ABAQUS对各构型瓣叶参数的变化进行了应力分析。 有限元分析是目前心瓣应力计算普遍采用的方法，是人工心脏瓣膜抗疲劳、防钙化设计的关键步骤。而有限元软件自身存在着建模功能薄弱的缺点，计算机辅助心瓣造型设计的引入为人工生物瓣膜的参数化造型提供了极大的方便，并在保证建模效果的前提下进一步提高了各参数的准确性。人工心瓣的计算机辅助设计为生物瓣膜的有限元分析创造了条件，同时又能够根据有限元分析结果评测计算机辅助设计造型的优劣性，进而选择一种优化的生物瓣膜瓣型。文中对不同构型、不同厚度以及不同材料特性等系列瓣叶参数化模型进行了分析，并在有限元分析结果的指导下，通过比较各构型瓣叶应力分布情况发现：以椭球型面为基本构型瓣叶的第一主应力峰值低于其他型面瓣叶第一主应力峰值且椭球型面瓣叶较其他型面瓣叶应力分布较为均匀合理。因此论文采用椭球面作为生物瓣膜瓣叶的基本构型并用于生物瓣膜瓣架模具的设计、制作。 生物瓣膜瓣架模具设计是以生物瓣膜力学性能分析结果为依据并对生物瓣膜瓣架展开算法详细讨论而展开的。并应用计算机辅助模具设计模块化思想完成了生物瓣膜支架的模具设计，为生物瓣膜瓣架的精密成型与加工奠定了良好的基础。