在捣固炼焦的捣固过程中,原料煤粉受到连续强烈冲击,由散体压实为固体煤饼。性状的改变使煤饼的本构关系更为复杂,且多锤连续冲击也使煤饼中应力分布不易明确,因此对该过程尚无成熟的分析方法。本文以较为成熟的土体邓肯本构模型为基础,解决捣固过程中的煤饼性状变化问题。首先通过采样试验,得到了不同性状下的煤饼邓肯模型参数,并分析出了这些参数中对煤饼较为敏感的5个参数。在计算过程中,通过提取第一应变不变量(ε,+ε：+s3),对密度变化进行了表达；并以此为基础,对较敏感的邓肯参数进行了线性拟合,使其能在不同的时间增量上响应密度的变化,从而得到了一种可以分析捣固过程煤饼的本构关系。同时在原有邓肯模型的基础上,开发了相应的用户材料子程序,并对其进行了模型验证。利用新邓肯模型子程序,在ABAQUS环境下建立了煤饼的有限元模型,对捣固冲击过程进行了动力学分析。同时深入探讨了捣固前煤饼的初始状态,并利用传递数据的方法,实现了多次连续冲击的模拟,提高了计算速度。最后,本文选取捣固过程中煤饼性状变化最剧烈的初始阶段,即预装煤的捣固为对象进行计算。得到了冲击作用时间和煤槽底板压力的变化规律,并与实测结果进行对比,趋势基本一致、结果吻合较好,验证了新模型子程序的可行性和准确性,说明本文中提出的计算方法可以用于类似问题的计算分析。
