蓖麻具有很大的开发应用价值,蓖麻蒴果脱壳效果直接影响其加工产品的质量。目前蓖麻蒴果脱壳率低,损伤率高,根本原因在于脱壳机械缺乏必要的理论指导,其中脱壳关键部件的参数设计与脱壳过程有关,因此研究蓖麻蒴果脱壳过程具有重要意义。本文研究了蓖麻蒴果物理力学特性,采用有限元方法分析单个蒴果压缩试验下的破裂规律,确定离散元分析所需主要参数,建立离散元脱壳过程分析模型,研究脱壳过程中物料群体运动规律,并设计试验台进行验证。主要研究内容如下:(1)对典型品种蓖麻蒴果球度、含水率及破壳力进行试验及分析。测量不同品种蓖麻蒴果的三轴尺寸,计算球度;对不同品种、不同含水率的蓖麻蒴果进行顶部及中部方向压缩试验,进行力学特性分析,并对脱壳阶段进行划分。(2)研究单个蒴果压缩试验下的破裂规律。以通蓖11号蒴果为样本,通过压缩试验测量各破裂阶段的加载力,并利用有限元方法分析其破裂规律并进行试验验证,为脱壳模型的建立提供参考。(3)确定蓖麻蒴果离散元分析所需关键参数。测量品种1987、通蓖11号蓖麻蒴果的摩擦系数、碰撞恢复系数及休止角,以休止角为响应值进行离散元仿真试验,得到最优参数组合,采用该组参数进行休止角仿真试验并将仿真结果与测量值比较,确定关键参数。(4)采用搓压式脱壳原理,研究脱壳过程中蓖麻蒴果的群体运动规律。以通蓖11号蓖麻蒴果为样本,建立离散元脱壳分析模型。以转速、脱壳间隙及填充量为因素进行仿真试验,利用响应面法分析各因素对最大压力、最大速度、内滚筒受力及脱壳率的影响;针对一组试验进行脱壳阶段划分,对各阶段物料分布、运动及受力进行分析。(5)验证脱壳过程中蓖麻蒴果群体运动规律。以离散元仿真脱壳模型为基础,设计蓖麻蒴果脱壳试验台,将仿真中物料分布及脱壳率试验结果对比;以转速、脱壳间隙及填充量为因素,脱壳率、损伤率及生产率为指标,对试验台工作参数进行研究,并将脱壳率最优组合与仿真结果进行对比。本文研究为蓖麻蒴果脱壳机械及其关键部件设计提供理论支持,为开发高效低耗的蓖麻蒴果脱壳机械提供参考,同时为农业物料脱壳研究提供一种新方法。