碰撞假人作为载运工具碰撞安全性研究的重要工具,可以模拟碰撞事故中人体所遭受的损伤。而准确的假人材料参数,直接关系到碰撞过程中假人力学响应的可信度和精度。碰撞假人（尤其是Hybrid Ⅲ假人）在高速列车碰撞仿真分析中已逐步得到应用,但现有的研究中很少考虑列车碰撞工况下材料应变率效应对假人结构动态响应的影响。当前,材料力学性能研究多集中于准静态和高应变率,中应变率范围的相关研究匮乏,而列车结构碰撞过程大多处于中应变率变形范围。基于此,本文采用以试验为主、有限元仿真与理论分析相结合的研究方法,开展了Hybrid Ⅲ假人五种主体材料（6061-T6铝合金、30Cr Mn Si A合金钢、聚乙烯、丁苯橡胶、聚氨酯泡沫）在中应变率范围内的动态力学行为与本构关系研究。主要研究内容与成果如下:（1）开展了五种应变率(0.001 s-1、0.1 s-1、1 s-1、10 s-1、100 s-1)下6061-T6铝合金的拉伸力学性能试验,讨论了应变率对其流动应力和断口形貌的影响,建立了计及应变率效应的动态拉伸本构关系,并结合缺口试样的拉伸试验与数值模拟,揭示了应力三轴度对断裂应变的影响规律,得到了其Johnson-Cook失效模型参数。结果表明:6061-T6铝合金试样在不同应变率下断口均呈现出明显的韧窝特征,其断裂机制为韧性断裂,其屈服强度、流动应力和塑性变形能力随着应变率的增加而增加,而断裂应变随着应力三轴度的增加而减小。（2）得到了不同应变率下30Cr Mn Si A合金钢的拉伸应力-应变响应关系,分析了该材料的应变硬化行为和应变率强化效应,得到了其Johnson-Cook本构模型参数,并基于多工况下的单轴拉伸有限元分析,探讨了试样几何尺寸及边界条件（夹持状态）对拉伸试验结果的影响。结果显示:30Cr Mn Si A合金钢的应变硬化效应与应变率效应较为明显,其平均应变硬化率、屈服强度及流动应力均随着应变率的增加而增加。（3）分析了聚乙烯与丁苯橡胶两种材料的静动态压缩超弹性力学特征,讨论了应变率对两种材料压缩应力和弹性模量等关键参量的影响,建立了综合考虑材料超弹性与粘弹性力学特性的率相关超-粘弹性本构模型。结果表明:聚乙烯与丁苯橡胶均表现出明显的超弹性特征,其压缩应力和弹性模量等均随着应变率的增加而增加。（4）基于不同应变率下聚氨酯泡沫的动态压缩力学性能试验结果,分析了其应力-应变响应关系的三阶段特征,进一步揭示了应变率对其压缩应力、密实化应变以及能量吸收性能的影响规律,并建立了聚氨酯泡沫考虑三阶段应力-应变响应特征的率相关本构关系。结果显示:在本文所研究的应变率范围内,聚氨酯泡沫的应力-应变响应均表现出明显的三阶段变形特征,且随着应变率的增加,聚氨酯泡沫的压缩应力和最大理想吸能效率均随之增加,而密实化应变与最大吸能效率随之减小。本文开展了Hybrid Ⅲ假人五种主体材料的静动态力学性能试验研究,得到了不同应变率下的应力-应变响应关系,讨论了其力学响应的特点及其率相关性,建立了五种主体材料的动态本构关系,可为碰撞物理假人研发以及其有限元模型建立提供真实可靠的材料参数,具有重要的学术与工程价值。