自由式滑雪空中技巧运动员光鲜外表的背后，有近90%的运动员曾受到膝关节损伤的困扰。弓起运动员膝关节损伤的原因很多，损伤位置大多集中在韧带、半月板和软骨。本研究旨在通过探究运动员膝关节损伤机理，设计舒适、有效的膝关节护具，从而降低运动员因大冲击力、高速度作用下膝关节的损伤几率。主要研究内容如下：(1)对运动员进行CT、犯检测，采集并提取运动员膝关节DICOM数据。(2)根据运动项目特点选择适合的人体模型。(3)对运动员膝关节实现三维重建并对韧带、半月板、软骨和骨模型进行优化与配准，建立整体膝关节三维模型。(4)根据模型的仿真结果得到运动员落地阶段膝：关节内部的应力集中位置。(5)膝关节护具的主体结构设计。(6)在实验室中对护具的有效性进行验证。