玉米是全球最重要的粮食作物之一,我国作为农业大国,每年种植的玉米达两亿吨以上,占粮食总产的三分之一,而玉米收获后剩余的玉米秸秆经过处理后,可以作为牲畜使用的饲料、可以就地还田作为肥料、可以打捆压碎作为生物能源,是十分宝贵的生物质资源。然而由于秸秆的回收成本问题及粉碎问题,大部分秸秆没有没回收利用而是直接焚烧在地里,不仅是一种资源的极大浪费,也是对环境的极大污染。对秸秆的特性以及粉碎装置的研究,可以为玉米秸秆更高效的利用提供参考。本文在参考了各类秸秆的力学模型的基础上,结合玉米秸秆的横截面微观图像,将玉米秸秆抽象为皮、髓和维管束复合而成的力学模型。每一部分都具有横观各向同性材料的特征。利用宏观复合材料弹性力学理论对其进行理论分析,得出了由5个独立弹性常数表示的柔度矩阵,以及用位移表示的平衡方程组,其方程为二阶线性偏微分方程组。将玉米秸秆三维模型导入ANSYS中,对有限元分析过程中的非线性问题及接触问题进行了理论简述,利用5个弹性常数建立玉米秸秆的材料库,对其施加压缩力、扭转力,得到玉米秸秆的有限元应力应变分析结果。在对比玉米秸秆微观破坏力学细则的基础上得出玉米秸秆在粉碎过程中的破坏规律。对玉米秸秆粉碎机的喂入装置、粉碎装置、切割装置进行理论分析和参数选择。对玉米秸秆经过喂入装置时的状态进行受力分析,确定了喂入装置的直径及上下喂入辊的形状。对粉碎装置提出了三种新的粉碎方案,经过对比选择了曲柄滑块形式。对切割刀对秸秆的不同切割方式进行了理论分析,选择了较为省力的一种。最后对喂入辊进行了ANSYS静力分析,得出喂入过程中,玉米秸秆压缩时对喂入辊的反作用力对喂入辊的影响,确认其运行中的安全性。对曲柄滑块机构进行了ADAMS运动分析,得出玉米秸秆在受滑块来回揉搓和传送带向前输送的共同作用下的运动轨迹,以及滑块和玉米秸秆的运动速度,为实体粉碎机的设计提供了理论基础。