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摘要
目的 针对25MN电极压机压制自耗电极过程中模具发生断裂失效这一问题，利用数值模拟的方法分析模具产生断裂失效的原因，并对模具结构进行改进。方法 首先建立了压机模具的三维模型，利用有限元分析软件Deform-3D对自耗电极的压制过程进行了数值模拟。其次通过对压制出的电极块密度、电极块表面等效应力以及电极块表面温度等进行综合分析，找到模具结构的薄弱位置，并对其进行了结构优化改进。最后利用有限元分析软件ANSYS Workbench及Deform-3D对改进前后的模具分别进行了约束模态对比分析及自耗电极压制过程的对比分析。结果 在工作过程中，电极压机的顶模比底模更易产生断裂失效，其薄弱位置分布在左右两侧的尖角部位。优化后顶模的各阶模态变形量均小于优化前的各阶模态变形量；优化后的顶模压制出的电极块相对密度更大，由原来的0.89增大为1，电极块的致密性更好；电极块表面温度降低，顶模发生塑性变形的概率减小；顶模尖角内侧受电极块的反作用力减小，发生断裂失效的风险降低。结论 上述研究结果验证了本文对顶模结构优化的合理性，并为电极压机模具的结构优化提供了一定的理论参考。
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