研究甘蔗茎秆的物理力学特性，对甘蔗种植、遗传育种、机械化收获具有重要意义。建立甘蔗茎秆的材料模型与本构方程将使这些研究建立在材料科学的基础上。该文通过分析甘蔗茎秆及其蔗皮与蔗芯的结构特点、力学性能和在各种荷载下的破坏模式，并与单向复合材料进行对比，提出以单向复合材料作为甘蔗茎秆的材料模型。茎秆中的维管束为模型中的纤维，茎秆中的基本组织为模型中的基体。茎秆节内和节间、蔗皮和蔗芯分别作为纤维分布和基体性能都不相同的单向复合材料。在此基础上，建立了甘蔗茎秆材料的本构方程、力学性能指标体系和Hoffman强度准则。力学指标体系由6个弹性常数(纵向弹性模量、横向弹性模量、主泊松比和剪切弹性模量)和5个特征强度值(纵向拉伸强度、纵向压缩强度、横向压缩强度、和面内剪切强度)组成。