在交通事故、意外坠落等事故中,儿童的脑部有很大的受伤风险。在对儿童脑部损伤防护和脑部材料力学响应的研究过程中,对脑部材料的本构模型的研究非常关键。本论文的核心目标是,构建使用一套参数表征脑部多应力状态和多应变率加载下的力学响应的超弹性本构模型及其有限元仿真材料子程序。首先,作为对儿童脑部材料实验的替代,本文完成了8周龄小型猪的脑部试件实验。其中试件材料从大脑白质、大脑灰质、小脑和脑干四部分取样。涉及到的应力状态包括单轴压缩、单轴拉伸和剪切;加载应变率包括准静态(0.01/s)、中速(1/s)和高速(50/s)。本文根据实验获得了各个加载条件的工程应力-工程应变曲线。经过统计分析发现,脑部材料应力呈现出明显的应变率效应和一定的区域性差异。然后,本文推算了Ogden本构模型的应变能密度方程和各工况应力方程,分析了变形张量、主伸长率、主方向等变量与应变的换算关系,进而发现了Ogden本构模型各阶应力方程对脑部材料在压缩、拉伸、剪切工况的力学响应难以使用同一套参数进行表征时的问题,为此,本文提出了以伸长率为自变量的附加超弹性函数,将其与Ogden本构模型关联,构建出改进的Ogden多向应力状态本构模型。之后,根据中高速加载与准静态加载的应力比值与应变率比值的关系,构建应变率函数,并且将其与改进的Ogden多向应力状态本构模型关联,进而建立了最终的改进的Ogden本构模型。经检验,改进的Ogden本构模型可以使用一套参数表达脑部在多向应力状态和多种应变率加载下的力学响应。而后,本文依据超弹性本构模型材料子程序二次开发流程和基本算法,在LS-DYNA环境中编译了改进的Ogden本构模型的UMAT材料子程序。并且建立了各工况脑部试件有限元模型。经验证,本文改进的Ogden本构模型能够较好的反映脑部材料在不同应力状态和不同应变率下的力学特性。最后,本文将建立的改进的Ogden本构模型应用于了8周大小的小型猪脑部有限元模型的碰撞仿真,通过对仿真应力云图的分析,证明了开发的模型具有很好的适用性。