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捣固炼焦技术自诞生以来,凭借其炼焦煤源广、焦炭质量高以及生产成本低等优点在世界范围内迅速得到推广。我国从上世纪90年代也开始重视该技术的应用和研究,但大多数研究资料都集中在煤料配比方面,关于捣固机械的研究还很少能够看到。煤饼是直接受捣固锤冲击作用的部位,但至今仍没有合适的本构关系可以用来模拟煤饼内部应力的变化,而试验法研究的成本又过高。因此,这也导致了对捣固过程中煤槽的受力以及钢结构的载荷情况不够明确的现状。另一方面,国内捣固装煤车的设计基本还处在类比阶段,对捣固工艺参数和捣固性能之间的关系还不够清楚。这种现状显然不利于我国捣固技术的进一步发展。因此,为了找到一种适用于煤饼捣固冲击计算的本构关系,并研究捣固工艺参数对捣固性能的影响规律,从而对捣固装煤车的工艺参数进行优化,本文进行了以下几个方面的研究：(1)在Duncan-Chang静力学模型的基础上,分析研究了其数值计算过程。并对其计算程序进行精简和改进,重新编写了模型的计算程序以使其符合煤饼捣固工况的动力学计算。(2)对原始Duncan-Chang计算的煤饼捣固冲击结果进行分析研究,提出其计算的煤饼围压和泊松比的不合理之处。然后通过控制计算过程中参数的取值范围的方法对Duncan-Chang模型进行修正,得到了合理的计算结果。(3)考虑到煤饼捣固属于平面应变问题的范畴,而Duncan-Chang模型忽略了中主应力对计算结果的影响。因此,本文综合评定了目前常用的几种考虑了中主应力的改进的Duncan-Chang模型,从中得到一种适用于捣固煤饼冲击计算的本构关系。(4)根据国内外已有的捣固装煤车设计参数并结合实际工况,选取了合适的参数作为证交试验的指标和因素。设计了正交试验方案,并按照试验方案在ABAQUS平台上进行模拟计算。最后对各工艺参数对捣固效率和捣固功的影响进行了分析,选出了最优的捣固工艺参数。通过本文的研究工作,得到了更加适合于煤饼捣固计算的改进的Duncan-Chang模型：明确了与捣固功有关的几个工艺参数对捣固效率的影响规律；得到了一组较优的捣固工艺参数组合形式。