为了给棉花打顶机械设计提供参数,利用复合材料力学知识建立了打顶时期棉秆的力学模型,获得其力学参数,并按不同方向进行了压缩和弯曲力学试验.采用HY-0580微型机电子万能力学试验机进行了不同组分的试验,所有机械弹性参数应用复合材料理论分析计算,确定了打顶时期顶部棉秆轴向压缩弹性模量:EZ=11.25MPa,径向压缩弹性模量EX =EY=3.81MPa,异性面弯剪模量GXZ=GYZ=0.605 MPa,同性面弯剪模量GXY=4.32MPa.利用三维实体建模软件建立切割棉秆模型,导入有限元分析软件ANSYS中进行显示动力学分析,采用Box-Behnken模型试验法对影响切割功耗因素进行优化试验研究,建立了切割功耗与刀片刃角、刀片转速与前进速度的二次回归模型.对模型响应曲面分析寻优,得到最佳结构及作业参数,即在刀片刃角31°、转速3394.6r/min、前进速度1.8km/h时,切割功耗为1.6kW.