对软组织力学特性的研究具有十分重要的现实意义。由于软组织力学性质的复杂性,现有的实验研究以及软组织的力学物理建模存在着一些不足。本文针对这些不足,从软组织的单轴压缩实验及物理建模、穿刺实验以及物理建模以及三维印压实验及物理建模三个方面出发,针对其中出现的部分问题,分别提出了改进优化的实验方法或者物理建模方法。以猪的肝脏样本为实验对象,对软组织样本分别进行了非受限单轴压缩实验、穿刺实验以及三维印压实验,基于软组织力学实验中获取的力位数据,进行了软组织力学的物理建模,以此验证了使用所提出的改进方法的有效性。针对软组织非受限单轴压缩实验中附加力的问题,对传统的Ogden超弹性本构模型进行了修正,将样本自然高度处理为待求参数以实现模型的几何修正,考虑了样本的等效重力应力响应以实现模型的应力修正。对实验样本进行了非受限单轴压缩实验,基于实验数据分别对传统模型以及改进模型进行了曲线拟合,验证了所提出修正方法的有效性。针对软组织穿刺实验中的模型参数获取方法的问题,基于智能算法,编写了软组织力学模型的参数反演方法,使用Matlab调用ABAQUS来获取表征穿刺实验数据的物理模型参数,结合对比实验数据,使用有限元仿真证明了所提出的参数反演方法的有效性。针对软组织三维实验测量平台结构复杂、造价高昂的问题,基于Omni主手机器人以及拉压力传感器搭建了一种新的三维力位测量实验平台,并针对系统中末端杆长的标定问题,基于最小二乘目标法提出了改进的杆长求解方法,该算法考虑到了偏心差的影响,相对传统的球面拟合方法,该方法具有更高的求解精度。针对软组织的三维几何模型重建问题,提出了新的几何重建方法,并验证了其重建精度;使用搭建的三维力位测量平台,进行了软组织的三维印压实验,使用HGO模型对实验数据进行了建模,并通过有限元仿真结果与实验结果的误差对比,验证了实验方法以及物理模型的有效性。