核桃加工对促进核桃产业的健康发展具有十分重要的意义。随着国内外市场对核桃深加工产品的需求不断增加,提高核桃剥壳机械化作业水平将成为必然。在核桃加工中,首先要解决的问题就是破壳问题,本文研究了核桃破壳力试验,并将虚拟样机技术用于核桃剥壳机的研究开发中,进行了核桃剥壳机主要部件虚拟样机设计。虚拟样机技术是在虚拟环境下对计算机数字产品模型进行仿真分析的一项计算机辅助设计技术。集设计、建模和仿真分析为一整体。经过对各种分析模型建模,再对整个模型进行力学、动力学和运动学分析,然后根据分析结果进行综合优化或改进设计,以提高设计一次成功率。将虚拟样机技术用于核桃剥壳机,有助于推动现代设计方法在农业机械设计中的应用,以提高农业机械的设计水平,缩短产品开发周期。论文设计了核桃的破壳试验装置,根据破壳力测量装置的功能分别对相关的硬件和软件进行了设计,包括系统总体设计、系统硬件设计、系统软件设计、机械部分的设计。对步进电机的驱动电路、数据采集电路进行了设计并设计了相关软件对装置进行控制,该实验装置的设计和控制用于核桃挤压破壳实验检测力的大小和变化过程。利用所设计的实验装置进行核桃挤压破壳实验,分析核桃挤压破壳的力学性能,得出使核桃外壳破碎的最佳受力位置,测得核桃破壳时的力位移曲线,通过对核桃破壳力的分析,可以知道核桃的受力位置不同时,核桃破碎时所承受的破碎力的大小也不尽相同,破碎力小的施力位置是延核桃的短轴方向和棱的方向上施力,而且沿核桃的长轴方向上的施力所产生的破碎力远大于延核桃的棱的方向上施力所产生的破碎力值。同时,利用统计分析软件建立核桃的外形尺寸与施加在核桃相应位置上力关系,形成线性方程,用matlab建立神经网络模型,通过核桃尺寸、重量和核桃外皮的厚度来预测破壳所需力的大小。用有限元分析软件ANSYS建立了核桃的有限元模型,通过对脆性材质的核桃进行的有限元分析,采用不同的加载方式,分析其应力应变的分布规律,为核桃的破壳提供理论依据。论文分析了核桃剥壳机导向装置的必要性用,用建模软件UG设计了核桃导向装置的三维模型,并用ADAMS软件对导向装置进行运动分析,确立导向装置的一二级导向槽的角度和辊轴转速等基本参数。总结已有的核桃剥壳装置的工作原理,进行核桃剥壳机的总体设计和相关部件的结构设计,进行了核桃剥壳机破壳装置的虚拟设计。论文研究工作表明,核桃剥壳机的虚拟设计为设计人员提供了一种新的产品设计开发手段,采用的虚拟样机技术对下核桃剥壳机的研究和分析是可行的,它为核桃剥壳机的进一步研究开发提供了一定的方法、依据和可供借鉴的经验。