近年来,随着医疗科学技术的发展,人造骨骼技术在骨缺损和骨修复等医疗领域的应用越来越广泛。然而对于骨修复或人造骨骼移植的术后使用情况,目前尚缺乏无线且直观的检测能力。为此,本文建立智能人造骨骼的动态受力模型,并以此为理论基础同时结合无线无源检测技术,对智能人造骨骼制备与建模、动态应力检测特性、动态能量回收特性等方面展开了理论和综合实验研究。首先,本文基于磁致伸缩效应的检测原理设计并制备智能人造骨骼,采用磁致伸缩材料Fe40Ni38Mo4B18(2826MB)作为应变敏感元件,可以实现对外部施加应力的无线无源动态检测。智能人造骨骼的三维模型是根据真实人体骨骼通过三维激光扫描获得,并对其进行了后续处理,最终应用3D打印技术制备出智能人造骨骼实体。根据智能人造骨骼的制作材料、受力特性以及轮廓结构特征等方面,按照输入和输出情况,等化建立了基于拉普拉斯变换的二阶系统动态受力数学模型,按照智能人造骨骼的实际情况,确定了模型的关键参数,分析了智能人造骨骼动态受力模型在欠阻尼状态下的系统响应特性。其次,对基于智能人造骨骼的动态应力特性展开研究。从真实人类运动状态出发,结合真实人骨骼的受力特征,对智能人造骨骼的受力特性进行了分析,确定模拟真实人骨骼受力的动态应力特性实验方法。在智能人造骨骼动态受力模型的理论基础上,分析了基于传递函数的模型输入输出特性,并使用Simulink软件获得了智能人造骨骼在脉冲、阶跃和正弦三种信号下、不同参数条件下的仿真结果。为实现动态检测的目的,设计了柔性激励线圈和检测线圈,确定了激励系统和检测系统构成,通过实验确定最佳激励电压和激励频率,基于无线无源检测原理确定了智能人造骨骼的检测系统实现方案。此外,利用智能人造骨骼进行了基于人体运动的能量回收特性研究。应用法拉第电磁感应定律和Villari效应原理,建立了智能人造骨骼的应力-磁-能量的转换关系,并分析了在脉冲、阶跃和正弦信号作用下的能量回收特性;确定了智能人造骨骼动态能量回收实现方案,设计并制作了能量采集系统及整流模块。最后,搭建了人造骨骼动态加载实验平台及其检测系统,开展了智能人造骨骼实验研究,具体包括对智能人造骨骼动态应力特性实验及动态能量回收实验。得出了在不同加载频率和不同加载力状态下智能人造骨骼输入和输出情况,分析其动态应力特性。根据不同加载频率和不同加载力的实验结果,以及在不同负载下的实际能量输出情况,分析其动态能量回收特性;从多个角度分析和验证了智能人造骨骼的动态性能。