在秸稈的壓縮成形過程中，研究并了解壓力與密度之間的關(guān)系、成型塊壓縮成型所需的能量是非常重要的，它關(guān)系到模具的設(shè)計要求和柱塞所需的作用力。目前，國內(nèi)外對于軟莖稈的壓縮特性研究報道較多，但對棉稈等木質(zhì)化較高的硬莖稈，其高密度壓縮成型的特性研究很少。因此，本章主要試驗分析棉稈高密度壓縮成型的規(guī)律，探討壓縮過程中壓力與密度之間的關(guān)系，研究壓力、粒度和含水率等因素的變化對壓縮能耗的影響。
農(nóng)作秸稈經(jīng)過秸稈壓塊機(jī)的壓縮過程分析如下：
    對秸稈在壓塊機(jī)模具內(nèi)壓縮過程的分析有助于了解成型的內(nèi)部機(jī)理，為探討壓縮過程中壓力、密度和變形的變化規(guī)律奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)研究都認(rèn)為，秸稈在環(huán)模壓縮過程中，是在一定壓力或溫度下．通過秸稈的塑性變形和其本身的木質(zhì)素軟化固化成型的，但對成型過程的壓力和變形的變化規(guī)律未作深入分析，富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈壓塊機(jī)、秸稈顆粒機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)成型燃料。
    Faborode和O'Callaghan (1986)根據(jù)壓縮過程中彈性力和慣性力的變化規(guī)律，采用一個無量綱參數(shù)—柯西數(shù)（慣性力和彈性力的比值）將秸稈物料在閉模內(nèi)的壓縮過程分為兩個階段。一個階段為疏松階段，物料在壓縮過程排出空氣，慣性力占優(yōu)勢；另一個階段為致密階段，物料發(fā)生彈性變形，彈性力占優(yōu)勢，與Faborode和O'Callaghan豹觀點接近一致，根據(jù)壓力、密度和變形的變化規(guī)律也得出，物料在閉模壓縮過程中分“松散”階段和“壓緊一階段兩個階段。
    在對開模內(nèi)物料連續(xù)壓縮的研究中，認(rèn)為，物料在一個壓縮循環(huán)中經(jīng)歷了預(yù)壓緊一彈性變形一塑性變形一保型一應(yīng)力松弛一彈性恢復(fù)這樣一個成型周期。早期研究壓力與密度的變化規(guī)律得出開模內(nèi)物料的壓縮過程有“松散”和“壓緊”兩個階段，但最近采用信號分析方法進(jìn)行的試驗研究中，通過壓力和變形的變化規(guī)律得出壓縮過程存在明顯的三個階段：第一階段壓力和變形最大，第二階段變形最小，發(fā)生應(yīng)力松弛，第三階段彈性恢復(fù)變形又逐漸增大。
    與上述的階段分析不同，從微觀的角度對玉米秸稈粉粒體的壓縮成型過程進(jìn)行了粒子結(jié)構(gòu)的分析。他根據(jù)壓縮過程粒子變形的二向平均徑及結(jié)合形式認(rèn)為，植物材料在壓縮成型時，先是在垂直于最大主應(yīng)力的方向，粒子以相互嚙合形式結(jié)合；接著在沿著最大主應(yīng)力方向上，粒子以相互貼合形式結(jié)合。