针对山核桃一次破壳效果不理想、损失率高等问题,在分析山核桃物料特性以及二次破壳时所需各项力学特征参数的基础上,提出一种基于离心力旋转撞击二次破壳方式,建立山核桃二次破壳机构数学模型,设计一款山核桃二次破壳取仁机。实现了山核桃在二次破壳过程中质量差异的自适应性,提高有效破壳率的同时降低核仁损伤率。为山核桃加工产业的全程机械化提供了有效的装备支撑。论文的具体研究内容如下:(1)查阅近些年国内外核桃破壳相关设备、生产线资料,为本设计提供可行性经验参考。对完成一次破壳后的山核桃进行分级定义,利用山核桃力学测试平台,测定各级山核桃二次破壳力学参数,根据结果,对比分析多种破壳方式,确定本次山核桃二次破壳取仁机核心破壳机理为基于离心力旋转撞击式,建立整体三维模型。(2)根据山核桃颗粒在二次破壳取仁机中的运动轨迹,分析各接触力、速度、能量等变化,确定离心旋转装置、锥形圆筒碰撞壁等核心部件几何尺寸。针对无法得到具体尺寸的结构部件,计算出适宜的取值范围。(3)将二次破壳结构三维模型导入EDEM软件中进行运动学仿真,模拟山核桃颗粒进入二次破壳机构运动轨迹,针对前文只能得出适宜取值范围的4个因素进行单因素仿真试验。根据试验结果,验证前文论设计合理性的同时,缩小各影响因素的适宜取值范围,减少后续正交试验的次数,节约试验成本和时间。(4)根据EDEM仿真分析结果,在适宜取值范围内选取各水平参数,设计四因素三水平混合正交试验,根据对试验结果的分析,确定各因素的影响主次关系,结合实际需求确定最优参数组合,完成样机试制。根据样机验证试验结果表明当山核桃含水率为14.55%～16.35%、直径约22 mm(沿缝合线方向)、离心旋转装置转速为380r/min,离心旋转装置边缘与锥形圆筒碰撞壁水平间距为80mm,实际工作拨板为曲面拨板、喂料速度为250g/s时,山核桃二次破壳取仁机有效破壳率≥86.07%,果仁损伤率≤10.0%,生产率超过540kg/h,满足当前山核桃加工产业的实际要求。