随着道路、桥梁、建筑等工业行业的不断发展,碎石物料得到了越来越广泛的应用,挤压类破碎装备是散体物料破碎中应用最广泛的设备。就圆锥破碎机研究而言,如何提高生产率、降低能耗、提高寿命是关注的重点,破碎机的挤压破碎力影响设备工作性能,破碎力的研究对于整机的动力学性能分析和破碎部件的磨损及寿命预测,有其突出意义。论文分析现有破碎力计算方法和不足之处,基于实物挤压破碎试验及试验数据分析,建立挤压破碎力求解模型,为圆锥破碎机整机工作性能分析和腔型优化设计提供了精确的破碎力作用依据。首先,基于圆锥破碎机层压破碎工作原理,对破碎腔内散体物料的运动和腔形分层情况进行了分析,探讨了挤压破碎力的关键影响因素,利用RMT-150B岩石力学试验系统对三种岩石物料进行挤压破碎过程的力学试验研究,对试验数据进行回归分析,建立了挤压破碎力的三因素影响数学模型,基于物料分层情况,对破碎载荷的分布进行了详细的求解。其次,基于Adams的solver命令语言,建立了圆锥破碎机的参数化虚拟样机模型,挤压破碎力作为仿真模型的输入,仿真求解不同物料下的破碎机运动学/动力学结果,获得动锥自转转速信息和摩擦副载荷等信息,以期在设计阶段确定最优的结构参数和工作参数。再次,基于ANSYS的APDL语言,建立了破碎机关键零部件的有限元参数化分析模型,将虚拟样机仿真分析得到零件载荷结果应用于有限元分析中,获得危险点的应力结果,并基于疲劳累计损伤理论,实现零件的疲劳寿命估算,为零件的设计和优化提供依据。最后,基于上述的模型,结合重型破碎装备设计开发功能的集成化需求,开发了圆锥破碎装备优化设计与性能仿真集成平台软件IPOSCC,以国产多缸液压圆锥破碎机PYGB1121为应用对象,对各项功能进行了应用验证。