竹材作为一种非木质的森林资源,随着“以竹代木”观念的推行,让竹材的需求越来越大。由于竹材自身竹秆过长、枝条较多,造成作业效率低、剔枝困难等问题,目前竹材的剔枝工序已成为竹材前端采伐流程中最费时费力的一个环节,严重制约了我国竹产业的高效发展,因此机械化剔枝需求迫切。实质上,竹材剔枝可以视作刀具与竹材枝蔸的作用过程。本文以丛生竹的枝蔸为研究对象,对其物理力学特性进行了测定和试验;基于枝蔸的切割特性,探究其切割机理,对剔枝装置进行分析与设计;应用有限元分析软件对剔枝过程进行了动态仿真,探究刀具不同参数的情况下,枝蔸受力及功耗变化情况,为竹材剔枝机构的优化设计提供理论支撑。本研究主要作了以下工作:（1）以四川省宜宾市的慈竹、硬头黄竹、麻竹等三种丛生竹材的枝蔸为研究对象,进行形态特征、物理特性与剪切力学特性的测定:慈竹、硬头黄竹、麻竹的枝下高度的平均值分别为3.54m、5.69m、3.16m;含水率的平均值分别为62.29%、57.81%、46%;密度的平均值分别为1411.54kg/m3、1161.83kg/m3、1135.45kg/m3;抗剪强度的平均值分别为16.55MPa、27.03MPa、30.2MPa。三种竹材枝蔸不同部位密度与剪切力学性质随竹秆部位的变化规律整体上与竹秆高度正相关。（2）对竹材剔枝过程进行理论研究,确定了剔枝机构与切片机器相结合,组成剔枝切片一体机的方案。分析支撑方式和切割方式对切割性能的影响,并对刀具在切割过程中进行受力分析,确定了在竹材剔枝为正切的工况下,主要影响刀具作业性能的是刀具的刃角以及刀具的厚度。参考联合伐木机的剔枝结构,初步确定了一款刀具的外形尺寸参数,并试制了一款剔枝切片样机并试验,发现刀具还不能对枝蔸有效切割,还需要对刀具的刃角及厚度进行改进优化。（3）通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对竹材剔枝过程建立动力学仿真模型。根据刀具刃角5°、10°、20°、30°、40°以及刀具厚度1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等不同的刀具参数建立正交实验进行仿真实验,对比分析其应力分布及变化情况、切割力大小及变化情况、能量的大小及变化情况。结果表明刀具刃角20°、厚度5mm为最优解,此状态下刀具的等效应力最大值为558.43MPa,切割竹材枝蔸所需最大合力为254N,此时的能耗为0.151J。