西瓜子富含蛋白质、脂肪以及钙、镁、磷、钾、钠等多种矿物质,营养丰富、香脆可口,是人们喜爱的休闲食品,具有很高的经济价值和出口创汇价值。目前,西瓜子种植产业化,产量提高,但是其开发与利用滞后于需求。西瓜子虽然形状相似但具有一定的尺寸差异,并且壳较为坚硬,壳仁间隙小,难以剥离,食用时损伤牙齿。不会磕西瓜子的人、老年人和儿童品尝起来颇为不便,使西瓜子的销售市场存在缺陷,销量和价格不易提高。另外,国外大多数消费者不嗑西瓜子,使外汇量受到限制。因此,如何对西瓜子进行深加工,满足市场需求的问题就突现出来。经调查研究发现,西瓜子的预开口处理可以解决以上问题,但是不少加工厂仍以落后的手工砸取方式为主,生产效率低、劳动成本高,可见西瓜子的机械开口方法研究是实际生产中的需要,既可以提高生产效率和产品的加工品质,也可以促进深加工的规模化。坚果破壳有机械、物理、化学等多种方法。机械破壳方法主要是冲击、研磨、滚压及其混合型,物理破壳方法主要有高真空度破壳、高压破壳等,而化学方法则是通过试剂使坚果壳软化。首先,在了解国内外关于物料特性和坚果破壳技术等相关知识的基础上,研究西瓜子的物理和机械特性,确定试验方案,选择西瓜子宽度等级、含水率、加载速率作为试验因素,以西瓜子开口时的破壳力和变形量为指标。试验研究表明西瓜子是弹塑性体,其破壳力、变形量与各因素之间存在一定的线性和非线性关系,并建立了它们之间的函数关系式,得出了是主要的影响因素。然后,对西瓜子的几何尺寸进行了统计分析,通过三维设计软件Pro/E建立了几何模型,在此的基础上,应用商用有限元受力分析软件ANSYS/LS-DYNA对在三种施力状态下西瓜子的变形、应力、应变分布进行了仿真分析,确定了最佳的施力方式是沿西瓜子宽度方向加载均布面载荷,这时西瓜子的变形最明显,并延伸到尖端,应力、应变分布有一定方向性,有利于扩展,便于西瓜子在尖端破壳开口,为设备的研制和改进提供了明确的指导。最后,以上面的分析结果为基础,对西瓜子开口设备的关键部件进行设计,并建立西瓜子开口机模型。用现有的西瓜子开口设备进行试验,得到理想的开口参数,为西瓜子机械开口研究积累一定的经验。