液压圆锥破碎机拥有耗能较低、破碎比例较高、粒度可调节及过载保护功能等显著特点。破碎过程中物料具有很强的非线性滞回特性,破碎机的动力学特性会在一定程度上发生改变。利用传统的刚体动力学研究方法以及仅考虑颗粒物料的破碎实验已然不再是研发新型破碎机最佳方案。考虑物料层在破碎机型腔内的非线性滞回特性,能够更加全面的分析破碎机的破碎过程,有效提高产品优化设计的效率与质量。研究了破碎机动锥在物料层滞回力作用下的动力学特性。引入Bouc-Wen模型作为物料层滞回力模型,建立破碎系统在三维空间内的动力学微分方程组,采用等效线性化的方法对微分方程组进行求解,分析不同参数对破碎机动锥动力学特性的影响。分析了动锥衬板的静力学特性。利用Creo Parametric 2.0软件建立动锥衬板的三维模型,将模型导入ANSYS Workbench软件,添加印记面限定衬板的加载区域,考虑物料层对衬板的挤压作用,确定合理的载荷输入函数,通过函数输入法对衬板施加载荷,获取动锥衬板的等效应力及总变形云图。进行了液压圆锥破碎机的型腔优化。分析破碎机破碎过程中的关键参数,确定合理设计变量,以衬板的相关几何参数为设计变量,将设计变量的几何约束,视为衬板优化的约束条件。以衬板的受力最小作为目标,应用ANSYS Workbench软件中的目标驱动优化模块优化破碎机型腔。考虑物料层在破碎机型腔内的非线性滞回作用,使对破碎过程的分析更加贴近实际,提高设计的效率与质量,并且对同类型机械设备的分析研究具有指导作用。