为了获得大麦、燕麦、油菜及小麦秸秆原料的压缩特性,本文通过搭建秸秆压缩试验台、“半开式”压缩试验台、中试生产试验台,以及建立有限元分析模型,进行所选秸秆原料在不同含水率、粒径及载荷下的压缩与应力松弛特性研究,探讨了压模腔体结构参数对压缩过程的影响。原料压缩特性试验表明,含水率越高(15%)和粒径越小(筛孔直径19.05 mm)在较高压缩载荷(14.06 MPa)下,压缩密度越大。含水率的增加,使得草粉更易压缩,成型所需能量较少；粒径增加,压缩能耗越多。对比Walker与Cooper-Eaton模型后发现,后者对于压缩数据的拟合度更好,更好的表达四种秸秆的压缩特性。应力松弛现象发生在压缩过程结束的瞬间,对原料施加越大的载荷,松弛后的残余应力越大;压缩后的残余应力在短时间内迅速衰减,超过85%的松弛值发生在松弛开始后的1 min内；施加载荷和粒径越大,含水率越低,短时间内的残余应力松弛速度越快。优化改进了物料在成型腔体中的力学模型；得到了压模角度对压块密度及比能耗的影响,并进行了压缩与应力松弛情况分析。结果表明,压模角度对压块密度有着显著性的影响；压块密度随着压模角度的增加而增大,比能耗反而减小；压缩过程的最大成型力也随角度的增加而增大,压缩后的残余应力较大,但是衰减量也较大。利用ABAQUS有限元分析软件,建立了秸秆材料在三种锥角(2°、4°、6°)的压模腔体中的仿真模型。分析结果表明,随着锥角的增加,压缩径向力和轴向力增加；同时径向与轴向力的比值也增加,从而有利于物料在径向的成型。在“壁效应”的作用下,压块与压模接触面的应变大于中心部分的应变,锥角越大,该效应越强,促进了物料的成型,但是角度过大(6°),也易使得压块的剪切变形量过大,压块外形较差,品质下降。中试试验结果表明,较高的含水率可以引起较大的压缩力,而不同秸秆类型的粒径对压缩载荷的影响关系互不相同。较高的含水率可以有效的提高大麦、燕麦和小麦压块的出料效率以及降低生产能耗,然而对于油菜秆原料,含水率的提高反而降低了出料效率。含水率对存放一定时间后的草块密度有着不利的影响,当存放两周后,随着残余应力的衰减和水分的挥发,在较小含水率下压缩得到的草块可以稳定在更高的密度。