Method of permeable elements for simulation of powder metals forming processes

  • 1 Frantsevich Institute for Problems of Materials Science, NAS of Ukraine, Kyiv,Ukraine


For simulation of processes of compaction or forging of products from powder materials, a method of permeable elements is proposed. The essence of the method is to use elements whose shape is regulated in advance, and, unlike the finite element method, where the elements coincide with the material volumes and their masses are unchanged, here the masses elements are variable, and material can flow between adjacent cells. Examples of using the method for modeling the processes of forging of porous preforms in closed and open dies, as well as in a closed die with a compensation cavity, are presented.



  1. Kobayasнi Sh., Oн S.-I., Altan T. Меtal forming and thе finitе-еlеmеnt mеthod. – Nеw York, Охford: Oxford University Press, 1989. – 377 p.
  2. Khoei A.R. Computational Plasticity in Powder Forming Processes. – Elsevier Science, 2005. – 449 p.
  3. Shtern M., Mikhailov O. Defects Formation in Die Compaction: Prediction and Numerical Analysis // Proceeding of Powder Metallurgy European Congress, 22 – 24 October, 2001, Nice, France, Vol.3, 50-57.
  4. Saad M., Akhtar S., Srivastava M., Chaurasia J. Role of Simulation in Metal Forming Processes // Materials Today: Proceedings. – 2018. – Vol. 5, Issue 9, Part 3. - P. 19576-19585.
  5. Штерн М.Б., Сердюк Г.Г., Максименко Л.А. и др. Феноменологические теории прессования порошков. – Киев: Наук. Думка, 1982. – 140 с.
  6. Баглюк Г.А. Диссипация мощности на поверхностях разрыва скоростей в пористом жесткопластическом материале // Физика и техника высоких давлений. - 1993. - т.3, №3. - С.86-89.
  7. Баглюк Г. А. Повышение эффективности уплотнения пористых заготовок за счет интенсификации сдвиговых деформаций // Реологія, структура, властивості порошкових та композиційних матеріалів. Збірник наук. праць. –Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2004. –С.35-48.
  8. Baglyuk G. Densification and Shape Change of Porous Billets in Closed and Open Dies // Recent Developments in Computer Modeling of Powder Metallurgy Processes. – IOS Press. NATO Science Series, 2001. – P.163÷168.
  9. Баглюк Г. А. Влияние деформационных параметров на структуру и свойства горячештампованных порошковых материалов // Обработка материалов давлением. Сб. научн. трудов. - № 1 (26). – 2011. – Краматорск, 2011. – С. 139-145.
  10. Павлов В.А., Носенко М.И. Влияние деформированного состояния на уплотнение порошковых металлов при горячей штамповке // Порошкова металлургия. - 1992. -№2. –С.8-12.

Article full text

Download PDF