本文以我国芦苇资源十分丰富而利用率很低,瓶颈在于芦苇打捆密度低运输亏吨、经济效益差为背景,为提高捆包密度与经济效益,展开对芦苇压缩特性、流变规律的研究。分析高密度压缩条件下应力松弛特性的影响因素并确定各因素的权重系数,构建芦苇应力松弛特性的数学方程并通过虚拟样机模型进行仿真验证;提出一种集芦苇粉碎清杂高密度打捆功能一体化装备的设计方案,构建机械系统虚拟样机模型。基于多体动力学理论,构建机械系统的刚性体模型与刚柔耦合模型,对比分析关键位置处的位移、速度、运动轨迹及受力情况,探明运动规律及动力学特性;基于有限元理论,对压缩打捆机构中的关键零部件进行模态与谐响应分析,获取固有频率及振型,探明振动特性。具体研究如下:1)在芦苇压缩特性研究的基础上展开对芦苇应力松弛特性的试验研究,采用单因素轮换法探究芦苇在含水率13%、15%、17%和初始喂入量450g、500g、550g时压缩规律和应力松弛特性;并求得含水率为13%,喂入量为550g时最大应力松弛模型表达式为:x0.38e22558y-?,相关系数R2=0.998。进一步建立芦苇应力松弛特性的虚拟样机模型,得出结果曲线,揭示应力松弛规律。2)针对芦苇物料特性及当下打捆机所面临的主要问题,提出由粉碎装置、清杂装置和打捆装置组成的芦苇粉碎清杂高密度打捆装备的总体方案,并对其中的关键零部件进行设计与建模。计算确定偏心距、曲柄和连杆长度分别为130mm,273mm和1048.5mm,最小传动角为67.40°。3)针对机械式高密度打捆装备在工作时会产生振动的问题,基于模态理论展开对压缩打捆机构及关键零部件的模态和谐响应分析,得到在100.81Hz、126.11Hz、254.6Hz时,易产生共振现象,最大谐峰值出现在在第4阶、第5阶。4)通过对喂入压缩打捆机构进行多刚体系统动力学仿真,得到喂入压缩打捆机构运动规律及关键位置处的运动轨迹和受力,得到曲柄与主轴在Y方向的力最大值为1000N,连杆与曲柄和压缩活塞铰接处的力分别为352N、122N。拨叉曲轴与拨叉轴铰接处在X、Y方向上力的最大值分别为1500N和700N。5)通过ANSYS与ADAMS联合建立压缩打捆机构的多刚体模型及刚柔混合模型,并对不同模型进行仿真分析,获取该机构中曲柄与连杆、连杆与压缩活塞之间铰接处的位移、速度及受力变化曲线,对比得出刚柔耦合模型中由于柔性体的存在,在运动初始或中间时刻,柔性体易产生一定的变形,从而会使刚柔耦合模型与多刚体模型的运动规律产生偏差或振荡。综上,研究芦苇应力松弛特性及粉碎清杂高密度打捆装备具有重要的意义。