For the simulation of geometric and material nonlinear problems implicit high-order (p-version) displacement-based finite elements are applied. Besides hyperelastic materials a finite strain viscoplasticity model with internal variables is considered. We apply the combination of Backward-Euler integration and Multilevel-Newton algorithm to solve the system of differential-algebraic equations resulting from the space-discretized weak form. For an efficient modeling of the cold isostatic pressing (CIP) process an axisymmetric finite strain element, reaction forces and follower loads are derived in the p-version context. We demonstrate that the p-version can overcome volumetric locking also in the finite strain case. An adaptive time-stepping algorithm is presented to perform simulations of metal powder compaction. We report applications to die-compaction and isostatic pressing (CIP,RIP), and a complex validation example where good agreement to experimental data is achieved.     «

For the simulation of geometric and material nonlinear problems implicit high-order (p-version) displacement-based finite elements are applied. Besides hyperelastic materials a finite strain viscoplasticity model with internal variables is considered. We apply the combination of Backward-Euler integration and Multilevel-Newton algorithm to solve the system of differential-algebraic equations resulting from the space-discretized weak form. For an efficient modeling of the cold isostatic pressing...     »

Finite Elemente hoher Ordnung (p-Version) werden zur Simulation von geometrisch und materiell nichtlinearen Problemen angewandt. Neben hyperelastischen Materialien wird ein viskoplastisches Modell mit inneren Variablen verwendet. Zur Lösung des Algebro-Differentialgleichungssystems, das aus der räumlichen Diskretisierung der schwachen Form entsteht, wird die Backward-Euler Methode zusammen mit dem Mehrebenen-Newton-Verfahren angewandt. Um den Prozess des kalt-isostatischen Pressens effizient abzubilden, wurden ein axialsymmetrisches Element für große Dehnungen, Reaktionskräfte und Folgelasten für die p-Version abgeleitet. Analytische Vergleichslösungen zeigen, dass die p-Version Locking auch für große Dehnungen überwindet. Die effiziente Anwendung der entwickelten Methoden auf uni-axiales und isostatisches Pressen von Metallpulvern wird demonstriert. Ein komplexes Validierungsbeispiel zeigt gute Übereinstimmung mit dem Experiment.      «

Finite Elemente hoher Ordnung (p-Version) werden zur Simulation von geometrisch und materiell nichtlinearen Problemen angewandt. Neben hyperelastischen Materialien wird ein viskoplastisches Modell mit inneren Variablen verwendet. Zur Lösung des Algebro-Differentialgleichungssystems, das aus der räumlichen Diskretisierung der schwachen Form entsteht, wird die Backward-Euler Methode zusammen mit dem Mehrebenen-Newton-Verfahren angewandt. Um den Prozess des kalt-isostatischen Pressens effizient ab...     »