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秸秆压缩成型技术是将秸秆废弃物等用机械加压的方法，使原来松散、无定形的原料压缩成具有一定形状、密度较大的固体成型燃料。在经过压缩成型之后，秸秆密度、强度都有了质的改善，不但利于储藏和运输，更在使用上大大提高了生物质作为燃料的品质和性能。当前，秸秆压块的成型设备以模辊挤压式为主，虽然模辊式设备成型率好，生产效率高，但却普遍存在着设备预热温度不均、预热时间长、环模孔易堵塞，环模块磨损严重、成型压块燃烧热值低等问题。故针对实际生产中出现的以上问题，本文以水稻秸秆物料热特性的试验研究为基础，对环模压块成型过程进行了温度场和应力场的耦合分析。 首先研究了水稻秸秆压块的热值特性，对秸秆压块热值所对应的物理指标进行了正交旋转组合试验，根据试验结果利用回归分析法建立了水稻秸秆压块热值的预测模型。并且对高热值压块的物理指标设计了优化方案，得到压块最佳低位热值的物理特性指标为:密度为1.39g/cm3，含水率为13.68％，挥发份为0.76，可达最佳低位热值2849.45kcal。同时，对水稻秸秆物料的比热容特性进行了相关试验研究，将含水率、温度和粒度等因素作为影响因子，以秸秆比热容值作为试验指标，利用软件Design-expert8.0.6进行试验设计和分析。在DSC综合热分析仪中对不同条件下秸秆物料的比热容值进行测定后，对各因素与秸秆比热容值的相关性进行了分析。得出各因素对比热容的影响顺序依次是:含水率＞粒度＞温度，且当温度的取值范围是75℃～110℃，含水率的取值范围是18.2％～23.6％，粒度的取值范围是38目～45目，在不同物理条件下的秸秆比热容值易出现峰值。 其次，针对环模压块设备的预热温度场进行了相关研究。利用Ansys软件，对原有的电热丝加热的温度场进行了仿真模拟，分析了温度场的分布规律，并且利用Ansys中的APDL语言对实际生产中环模块电热丝的预热结构进行了参数化设计，并借助软件中的优化模块，以预热的均匀性作为优化指标，探求了电热丝最佳预热的位置配置，使得环模块预热过程中的最大温差从44.41℃降低为19.25℃。 最后，以秸秆热特性的试验数据为基础，对水稻秸秆挤压成型过程中不同孔型的环模块进行温度-应力耦合场分析，对耦合场的结果分别用耦合温度及耦合应力两种形式进行规律分析。结果得出方形孔的应力区域基本集中在环模块的中后段，且在底部和侧部过渡处出现了较大的应力集中，而圆形孔的应力区域基本集中在环模块的中前段，大应力区域较小，主要集中在环模块的上端部，总体上圆形孔应力分布的均匀性要比方形孔好。并且结合红外线热成像仪的实验数据对耦合场温度的结果进行验证，数据结果基本一致。 本文选用水稻秸秆为成型原料进行试验研究和分析，为实际生产中提高环模预热温度的均匀性，掌握不同孔型环模块在生产中温度场和应力场的分布规律，从而为最终提高环模成型设备的寿命和压块的成型质量提供了相关的理论分析和试验验证。