聚醚醚酮(PEEK)凭借其优异的综合性能成功的应用于整形外科植入领域，其在髋关节和膝关节置换术中显示出巨大的应用潜力。然而，它在服役期间仍然面临着高负荷下过度形变以及在应力集中处疲劳断裂的风险，所以临床前的力学性能评估是十分必要的。
　　本文首先比较了纳米羟基磷灰石(HA)与短碳纤维(CF)掺杂PEEK的拉伸力学性能。采用球磨的方法分别将质量分数为10、20、30%的HA和CF粉末与PEEK粉末均匀混合并模压成型。结果表明：随着粒子填充量的增加，两种复合材料的杨氏模量均有所提升，但CF的增强效果更显著；HA-PEEK的抗拉强度随掺杂量的提高而降低，而碳纤维掺杂PEEK材料(CFR-PEEK)则表现相反；两种复合材料的断裂伸长率都随掺杂量的提高而显著降低，硬度则呈现出相反的趋势。接下来进行了不同CFR-PEEK复合材料的单轴压缩实验，发现当CF含量小于20wt%时，材料的压缩模量和屈服强度随着CF含量的提高而提高，但当继续提高CF含量到30wt%时，上述参数几乎不再变化。微观分析表明，过量的CF掺杂会导致团聚，也会引入更多的缺陷，从而使材料的力学性能下降。进一步考察了CFR-PEEK复合材料的压缩蠕变和棘轮行为。结果表明：CF的掺杂显著提高了材料的抗蠕变性能，并且20wt%CFR-PEEK性能最佳；复合材料的棘轮应变随着应力幅值和应力峰值保持时间的增加而增加，随加载速率和CF含量的提高而降低；材料因为循环硬化而显著受到应力幅值加载历史的影响，而应力速率加载历史对材料的棘轮应变几乎没影响。
　　本文研究了PEEK材料在双轴加载下的疲劳裂纹扩展(FCG)行为，主要包括应力比R、双轴应力比λ以及载荷相位差θ对FCG的影响。研究发现在水平裂纹情况下，PEEK的FCG速率随着R的增加而增加，随λ值的提高而降低。与此同时，还考察了PEEK的裂纹闭合效应，发现用ΔKeff能够统一描述不同R下材料的FCG行为。在斜裂纹情况下，分别用ΔKⅠ和ΔG描述了不同θ下的FCG行为，发现不同断裂参数对实验结果描述的差别较大。此外，对裂纹扩展路径的研究表明90°相位差下裂纹没有出现分叉，而在180°相位差下出现了分叉的裂纹，用三种方法对裂纹偏转角度进行了预测。断口微观分析表明：不同实验条件下试样断口均出现条纹状特征和抛物线型特征，并且随着FCG的进行，这些特征在数量上逐渐增多，尺寸上逐渐变大，随着R的增大，断口表面粗糙度增加。