本文采用离散元法研究玉米脱粒过程，在综述了玉米脱粒机和玉米果穗物理力学性质研究现状和离散元法在颗粒破碎领域应用情况的基础上，以二个品种玉米果穗和一种滚筒式玉米脱粒机为研究对象，测试了玉米果穗的物理特性和脱粒力学特性，建立了玉米籽粒与玉米芯间连接的力学模型，并通过试验对模型进行了验证，同时提出了玉米籽粒脱落条件即玉米籽粒与玉米芯间连接破坏准则，并通过试验对准则进行了分析验证，最后进行了玉米脱粒过程台架试验，并采用课题组自主研发的三维离散元法分析软件对该过程进行了仿真分析，通过仿真结果与试验结果的对比，验证了采用离散元法研究玉米脱粒过程的可行性和有效性，为玉米脱粒过程的研究和脱粒机的优化设计建立了一种新方法，本文的主要工作和结论如下。（1）对先锋8号和先玉335号二个品种玉米果穗的物理性质进行了测试分析，将玉米果穗按照形态特征沿轴向进行分段，对每段果穗尺寸参数进行了测试，通过理论计算得到玉米籽粒的三轴尺寸，并对玉米籽粒的三轴尺寸进行了测试，通过计算值与测量值的对比，验证了玉米果穗颗粒模型建立方法的可行性，最后分别测试了二个品种玉米籽粒与玉米芯的密度和含水率，为采用离散元法分析玉米脱粒过程中颗粒建模提供参数依据。（2）对二个品种玉米果穗进行了力学特性测试分析，建立了玉米籽粒与玉米芯间连接力学模型，并提出了采用Mohr-Coulomb型破坏准则作为玉米籽粒脱粒的判定准则，具体工作及结论如下：①对二个品种玉米果穗上单个籽粒进行了轴向力学试验，研究了不同加载速度、品种和籽粒生长部位等试验因素对玉米籽粒与玉米芯间沿三个轴向连接力学特性的影响。试验结果表明：在轴向力作用下，当加载速度为5mm/min²00mm/min时，先玉335号玉米果穗中段上玉米籽粒与玉米芯间的连接力学特性受加载速度的影响较小；在沿Y轴压缩作用力下，加载速度为5mm/min时，二个品种玉米果穗中段上玉米籽粒与玉米芯间连接的刚度系数和断裂力数值差别较大，而在沿X轴和Z轴方向的作用力下试验结果基本相同；当加载速度为5mm/min时，在轴向力作用下，先玉335号玉米果穗上段、中段和下段上玉米籽粒和玉米芯间连接力学特性相近。②建立了玉米籽粒与玉米芯间连接的力学模型，并研究了模型中参数的选取方法。在对力学模型理论分析的基础上，研究了在XY平面内不同角度压剪作用力条件下，二个品种玉米籽粒与玉米芯间的连接刚度系数、断裂力与断裂位移，试验结果表明，对于XY平面内、与X轴负向夹角为0°⁹0°的作用力，其方向对先玉335号果穗中段上玉米籽粒和玉米芯间连接刚度系数和断裂力影响较大，而对断裂位移影响较小。试验结果初步验证了采用轴向连接刚度系数作为空间力作用下玉米籽粒与玉米芯间连接刚度系数，由此计算玉米籽粒与玉米芯间连接作用力是可行的，同时验证了所建立的连接力学模型是有效的。③提出采用Mohr-Coulomb型破坏准则作为玉米籽粒脱粒的判定准则。首先将XY平面内压剪试验结果分别带入②中所述力学模型中，得到籽粒脱落时玉米籽粒和玉米芯间连接力在X轴和Y轴上的分力F_弹X和F_弹Y，继而通过判断坐标点(F_弹Y，F_弹X)在准则判断区域中的位置，来验证准则的适用性。结果表明，点(F_弹Y，F_弹X)基本处于Mohr-Coulomb型断裂准则判断区域边缘处，初步证明了该准则适用于判断玉米籽粒脱粒条件。（3）以一种滚筒式玉米脱粒机和先锋8号玉米果穗为研究对象，进行了玉米脱粒过程的台架试验，并采用课题组自主研发的三维离散元法仿真分析软件对玉米脱粒过程进行了仿真分析，分析研究了滚筒转速、果穗投入量、果穗部位等试验因素对脱净率和脱落籽粒沿滚筒轴向分布曲线的影响，最后将仿真结果与台架试验结果进行了对比。结果表明：当滚筒转速为122.70r/min³17.15r/min、果穗投入量为10穗、果穗部位为中段时，随着滚筒转速的增大，仿真与试验所得脱净率均逐渐增大，二者变化趋势一致，在不同滚筒转速下，仿真与试验所得轴向分布曲线变化趋势一致，脱落籽粒均沿滚筒轴向逐渐减少；当滚筒转速为252.10rad/min、果穗部位为中段、果穗投入量为5穗²0穗时，随着果穗投入量的增加，仿真与试验所得脱净率均逐渐增大，二者最大相对误差为3.37%，且变化趋势一致，同时仿真与台架试验所得轴向分布曲线变化趋势一致；当滚筒转速为252.10rad/min、果穗投入量为10穗、果穗部位分别为上段、中段、下段时，果穗部位对仿真与试验所得脱净率结果影响不大，脱落籽粒均沿滚筒轴向逐渐减少，仿真与试验轴向分布曲线变化趋势一致。对比结果验证了采用离散元法研究玉米脱粒过程是可行的。