为了深入研究冲击夯运动机理，对冲击夯进行优化设计，本文首先将土壤塑性变形这一问题，考虑到冲击夯的动力学模型当中，使得冲击夯动力学模型得以完善。然后根据动力学模型写出动力学方程组，求得解析解表达式。依靠编制的MATLAB程序，可以求得冲击夯运动参数的数值解，并提出了一种新的冲击夯优化设计方法。最后，根据夯板运动的理论数据和实验数据的对比，表明了本文的动力学模型和优化设计方法的正确性和可行性。在对土壤力学模型的使用上，选择比较经典的粘弹模型和粘塑模型来反映土壤的力学性质。对冲击夯的结构和工作情况进行分析研究，提取主要结构参数，在合理简化的基础上，将冲击夯的工作过程分做四个阶段来研究，并分别建立四个阶段的动力学模型，从而得到冲击夯各个工作阶段的动力学方程。根据复模态解耦和模态解耦的方法，得出系统方程组的解析解表达式。编制MATLAB程序，可以很方便的得到冲击夯运动参数的数值解。在此基础上，保持输入土壤参数不变，不断代入不同的夯机结构参数，获得相应的不同土壤变形量，然后根据最佳的夯实效果，找到冲击夯的最佳结构参数。这就是本文提出的夯机优化设计方法。对冲击夯进行土壤夯击实验，实验数据和理论数据的对比表明，本文的冲击夯动力学模型正确反映了夯机的工作过程，本文提出的冲击夯优化设计方法是可行的。