钢铁工业的迅速发展,对焦炭的质量和产量都提出更高要求。炼焦设备正在向大型化方向发展。在炼焦煤资源日趋紧张的形势下,捣固炼焦技术可以有效扩大炼焦煤资源,提高焦炭质量。捣固装煤车是捣固炼焦过程中直接生成煤饼的设备,其性能直接决定煤饼质量,进而影响焦炭质量。在我国,捣固装煤车的设计仍处于类比设计的初级阶段。制约设备发展的主要因素是设计载荷的不确定性,包括捣固冲击压力和煤槽侧壁压力。由于煤饼本构的复杂性,研究结构受力时必须考虑煤饼的材料非线性特性,这增加了研究的难度。试验虽然可以获得较准确的载荷,但是通用性和经济性均不理想。为了研究煤饼的材料非线性特性对设计载荷的影响,较为经济地获取捣固装煤车的设计载荷,本文对煤饼捣固过程进行了材料非线性动力学仿真。首先,对ABAQUS进行了二次开发,通过用户材料子程序(UMAT)平台,实现了适用于隐式动力学分析的Duncan-Chang非线性弹性模型。其次,利用该模型对煤饼捣固过程进行动力学仿真,研究捣固压力与侧壁压力分布与变化规律。再次,设计了验证仿真可行性的试验方案,并通过现场试验,获取捣固压力与侧壁压力的试验数据。然后,将仿真结果与试验结果进行对比,结果表明仿真得到的捣固压力与侧壁压力与试验值吻合较好,本文的仿真方案可以作为获取捣固装煤车设计载荷的可行方法。最后,以5.5m捣固装煤车的侧壁结构为例,简要说明了仿真在结构设计中的应用,结果表明结构的减重效果明显,经济性提高。