Professur für Werkstoffmechanik
Organisation: Professur
Organisationsprofil
Die Professur „Werkstoffmechanik" beschäftigt sich maßgeblich mit der Entwicklung von geeigneten Materialmodellen für verschiedene Werkstoffklassen auf Basis der physikalischen Verformungsmechanismen sowie auf der Prozessmodellierung und -simulation von lokal wirkenden Fertigungsverfahren. Die Entwicklung solcher Materialmodelle ist entscheidend für die Anwendung von neuen Werkstoffen in der Praxis, da diese Modelle erlauben, das Verformungsverhalten in technologischen Produktionsprozessen zu beschreiben und in diesem Sinne zu optimieren. Lokal wirkende Fertigungsverfahren sind hierbei von hoher technologischer Bedeutung. Diese erlauben durch ihren gezielten Einsatz die lokale Einstellung von Eigenschaften. In diesem Zusammenhang sind beispielhaft die Lasermaterialbearbeitung und das Rührreibschweißen zu nennen. Durch einen gezielten Wärmeeintrag in das Material lassen sich die Eigenschaften nahe der Randschicht des Werkstücks maßgeblich beeinflussen und gesteuert verändern. Hierdurch sind verbesserte Eigenschaften, insbesondere in Hinblick auf die Schadenstoleranz, zu erreichen. Die Komplexität der Wechselwirkung zwischen Prozessparametern und Werkstoffeigenschaften führt zu einem hohen experimentellen Aufwand mit hoch entwickelten experimentellen Techniken, um den Einfluss auf das Bauteil bewerten zu können. Daher ist es unbedingt notwendig, diese Wechselwirkungen mit Hilfe der Modellierung abzusichern und im Optimalfall den experimentellen Aufwand auf ein Minimum zu reduzieren. Die entwickelten Prozess- und Materialmodelle werden anschließend dazu eingesetzt, um optimale Prozessparameter und -bedingungen zu identifizieren, die ein gewünschtes Eigenschaftsprofil im Werkstoff und in der Struktur erzeugen. Hierzu bedarf es belastbarer und numerisch effizienter Material- und Prozessmodelle, die anhand des Verständnisses der zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen formuliert werden, was Hauptaufgabe der Professur darstellt. Die Identifizierung dieser Mechanismen bedarf der intensiven interdisziplinären Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Materialwissenschaft, Mechanik und Produktionstechnik. Die Verknüpfung im Rahmen dieser Professur zwischen der Leuphana Universität Lüneburg mit dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht bietet hierfür eine ideale Möglichkeit.
Themen
Modellierung von Mikrostrukturen
Prozessmodellierung und Simulation des Laser-shock-Peenings
Prozessmodellierung und Simulation des Laserstrahlschweißens
Modellierung metallischer Flässer
Modellierung von Eigenspannungen
Modellierung von Nanomaterialien
Entwicklung von Homogenisierungsansätzen für heterogene Materialien
- 2016
- Erschienen
Experimental and numerical study of laser shock peening process of AA2198-T3 and AA2198-T8
Klusemann, B., Keller, S., Huber, N. & Kashaev, N., 2016, Book of Abstracts of the 6th International Conference on Laser Peening and Related Phenomena (6TH ICLPRP). Polese, C. (Hrsg.). University of the Witwatersrand, S. 13 1 S.Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Influences of RVE topology, discretization and boundary conditions in practical multiscaling - a comparison
Schneider, K., Klusemann, B. & Bargmann, S., 2016, Book of Abstract for Joint Annual Meeting of GAMM and DMV: March 7-11, 2016; Braunschweig, Germany. G. F. A. M. U. M. E. V. (Hrsg.). Technische Universität Braunschweig, S. 175 1 S.Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Modeling of microstructural pattern formation in crystal plasticity
Klusemann, B., 2016, Book of Abstract of the Joint Annual Meeting of GAMM and DMV. G. F. A. M. U. M. E. V. (Hrsg.). Technische Universität Braunschweig, S. 621 1 S.Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Study of intrinsic and extrinsic size effects on shear bands in metallic glasses
Klusemann, B., Soyarslan, C. & Bargmann, S., 2016, Contributions to the Foundations of Multidisciplinary Research in Mechanics: Papers presented during the 24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics ICTAM2016, Montreal, 22-26, 2016. Floryan, J. M. (Hrsg.). International Union for Theoretical and Applied Mechanics, Band 3. S. 2524-2525 2 S.Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Automatic three-dimensional geometry and mesh generation of periodic representative volume elements for matrix-inclusion composites
Schneider, K., Klusemann, B. & Bargmann, S., 01.09.2016, in: Advances in Engineering Software. 99, S. 177-188 12 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
The effect of yield surface curvature change by cross hardening on forming limit diagrams of sheets
Soyarslan, C., Klusemann, B. & Bargmann, S., 01.10.2016, in: International Journal of Mechanical Sciences. 117, S. 53-66 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Modeling of microstructural pattern formation in crystal plasticity
Klusemann, B., 25.10.2016, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 16, 1, S. 361-362 2 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- Erschienen
Fourth-order strain-gradient phase mixture model for nanocrystalline fcc materials
Klusemann, B., Bargmann, S. & Estrin, Y., 02.11.2016, in: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 24, 8, S. 1-23 23 S., 085016.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 2017
- Erschienen
Finite element modeling of laser beam welding for residual stress calculation
Herrnring, J. & Klusemann, B., 2017, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 17, 1, S. 415 - 416 2 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Laser shock peening process modelling and experimental validation of AA2198-T3 and AA2198-T8
Keller, S., Kashaev, N. & Klusemann, B., 2017, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 17, 1, S. 423 - 424 2 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Anisotropy and size effect in tensile mechanical properties of Al-Cu-Li 2198 alloy
Examilioto, T., Klusemann, B., Kashaev, N., Riekehr, S., Enz, J. & Alexopoulos, N., 01.01.2017, in: Procedia Structural Integrity. 5, S. 13-18 6 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Application of Adaptive Element-Free Galerkin Method to Simulate Friction Stir Welding of Aluminum
Talebi, H., Froend, M. & Klusemann, B., 01.01.2017, in: Procedia Engineering. 207, S. 580-585 6 S., 137838.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Artificial neural network for correction of effects of plasticity in equibiaxial residual stress profiles measured by hole drilling
Chupakhin, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Huber, N., 01.04.2017, in: The Journal of Strain Analysis for Engineering Design. 52, 3, S. 137-151 15 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fully periodic RVEs for technological relevant composites: Not worth the effort!
Schneider, K., Klusemann, B. & Bargmann, S., 07.2017, in: Journal of Mechanics of Materials and Structures. 12, 4, S. 471-484 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fiber laser welding of dissimilar titanium (Ti-6A1-4V/cp-Ti) T-joints and their laser forming process for aircraft application
Froend, M., Fomin, F., Riekehr, S., Alvarez, P., Zubiri, F., Bauer, S., Klusemann, B. & Kashaev, N., 01.11.2017, in: Optics and Laser Technology. 96, S. 123-131 9 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 2018
- Erschienen
Experimental and numerical investigation of residual stresses in laser shock peened AA2198
Keller, S., Chupakhin, S., Staron, P., Maawad, E., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.05.2018, in: Journal of Materials Processing Technology. 255, S. 294-307 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Stability of phase transformation models for Ti-6Al-4V under cyclic thermal loading imposed during laser metal deposition
Klusemann, B. & Bambach, M., 02.05.2018, in: AIP Conference Proceedings. 1960, 1, 140012.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Thermal analysis of laser additive manufacturing of aluminium alloys: Experiment and simulation
Bock, F. E., Frönd, M., Herrnring, J., Enz, J., Kashaev, N. & Klusemann, B., 02.05.2018, Proceedings of the 21st International ESAFORM Conference on Material Forming, ESAFORM 2018: ESAFORM 2018. Buffa, G., Fratini, L., Ingarao, G. & Di Lorenzo, R. (Hrsg.). American Institute of Physics Inc., 6 S. 140004. (AIP Conference Proceedings; Band 1960, Nr. 1).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fatigue Life Extension of AA2024 Specimens and Integral Structures by Laser Shock Peening
Kashaev, N., Chupakhin, S., Ventzke, V., Horstmann, M., Riekehr, S., Barbini, A., dos Santos, J., Keller, S., Klusemann, B. & Huber, N., 25.05.2018, MATEC Web of Conferences: 12th International Fatigue Congress (FATIGUE 2018) . G, H. (Hrsg.). EDP Sciences, Band 165. 6 S. 18001. (MATEC Web of Conferences; Band 165).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Generation of 3D representative volume elements for heterogeneous materials: A review
Bargmann, S., Klusemann, B., Schneider, K., Soyarslan, C., Markmann, J., Schnabel, J. E. & Wilmers, J., 01.07.2018, in: Progress in Materials Science. 96, S. 322-384 63 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Übersichtsarbeiten › Forschung
- Erschienen
Metallurgical aspects of joining commercially pure titanium to Ti-6Al-4V alloy in a T-joint configuration by laser beam welding
Fomin, F., Frönd, M., Ventzke, V., Alvarez, P., Bauer, S. & Kashaev, N., 01.07.2018, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 97, 5-8, S. 2019-2031 13 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Process Development for Wire-based Laser Metal Deposition of 5087 Aluminium alloy by using Fibre Laser
Frönd, M., Riekehr, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 08.2018, in: Journal of Manufacturing Processes. 34, Part A, S. 721-732 12 S., 34.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Microstructure and Microhardness of Wire-based Laser Metal Deposited AA5087 using an Ytterbium Fibre Laser
Frönd, M., Ventzke, V., Riekehr, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 09.2018, in: Materials Characterization. 143, S. 59-67 9 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Microstructure and hardness evolution of laser metal deposited AA5087 wall-structures
Frönd, M., Ventzke, V., Riekehr, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 03.09.2018, in: Procedia CIRP. 74, S. 131-135 5 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Correction to: Metallurgical aspects of joining commercially pure titanium to Ti-6Al-4V alloy in a T-joint configuration by laser beam welding
Fomin, F., Froend, M., Ventzke, V., Alvarez, P., Bauer, S. & Kashaev, N., 01.10.2018, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 99, 1-4, S. 1059-1059 1 S., 99:1059.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Andere (Vorworte. Editoral u.ä.) › Forschung
- Erschienen
Multiscale process simulation of residual stress fields of laser beam welded precipitation hardened AA6082
Herrnring, J., Staron, P., Kashaev, N. & Klusemann, B., 11.2018, in: Materialia. 3, S. 243-255 13 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Precipitation Kinetics of AA6082: An Experimental and Numerical Investigation
Herrnring, J., Kashaev, N. & Klusemann, B., 12.2018, in: Materials Science Forum. 941, S. 1411-1417 7 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimental investigation of temperature distribution during wire-based laser metal deposition of the Al-Mg alloy 5087
Frönd, M., Bock, F. E., Riekehr, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 01.12.2018, in: Materials Science Forum. 941, S. 988-994 7 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Surface modification methods for fatigue properties improvement of laser-beam-welded Ti-6Al-4V butt joints
Fomin, F., Klusemann, B. & Kashaev, N., 31.12.2018, in: Procedia Structural Integrity. 13, S. 273-278 6 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- 2019
- Erschienen
Computational modeling of amorphous polymers: A Lagrangian logarithmic strain space formulation of a glass–rubber constitutive model
Raza, S. H., Soyarslan, C., Bargmann, S. & Klusemann, B., 01.02.2019, in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 344, S. 887-909 23 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Global modelling of the ns-laser shock peening
Pozdnyakov, V., Keller, S., Klusemann, B., Kashaev, N. & Oberrath, J., 03.2019, DPG-Frühjahrstagung der Sektion Materie und Kosmos (SMuK) : mit den Fachverbänden (sektionszugehörig): Extraterrestrische Physik, Gravitation und Relativitätstheorie, Physik der Hadronenund Kerne, Theoretische und Mathematische Grundlagen der Physik sowie weiteren Fachverbänden: Geschichte der Physik, Kurzzeit- und angewandte Laserphysik, Plasmaphysik, Umweltphysik und den Arbeitskreisen bzw. der Arbeitsgruppe: Beschleunigerphysik, Chancengleichheit, Junge DPG, Philosophie der Physik. Bad Honnef: Deutsche Physikalische Gesellschaft, S. 151 1 S. K 6.1. (Verhandlung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, Reihe 6; Band 54, Nr. 2).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
The scaled boundary finite element method for computational homogenization of heterogeneous media
Talebi, H., Silani, M. & Klusemann, B., 06.04.2019, in: International Journal for Numerical Methods in Engineering. 118, 1, S. 1-17 17 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
A Review of the Application of Machine Learning and Data Mining Approaches in Continuum Materials Mechanics
Bock, F. E., Aydin, R. C., Cyron, C. C., Huber, N., Kalidindi, S. R. & Klusemann, B., 15.05.2019, in: Frontiers in Materials. 6, 23 S., 110.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Übersichtsarbeiten › Forschung
- Erschienen
Effect of laser peening process parameters and sequences on residual stress profiles
Kallien, Z., Keller, S., Ventzke, V., Kashaev, N. & Klusemann, B., 04.06.2019, in: Metals. 9, 6, 14 S., 655.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Application of design of experiments for laser shock peening process optimization
Chupakhin, S., Klusemann, B., Huber, N. & Kashaev, N., 19.06.2019, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 102, 5-8, S. 1567-1581 15 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimentally validated multi-step simulation strategy to predict the fatigue crack propagation rate in residual stress fields after laser shock peening
Keller, S., Horstmann, M., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.07.2019, in: International Journal of Fatigue. 124, S. 265-276 12 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fundamental study on additive manufacturing of aluminum alloys by friction surfacing layer deposition
Shen, J., Hanke, S., Roos, A., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 02.07.2019, in: AIP Conference Proceedings. 2113, 1, 6 S., 150015.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Numerical study of rolling process on the plastic strain distribution in wire + arc additive manufactured Ti-6Al-4V
Abbaszadeh, M., Hönnige, J., Martina, F., Kashaev, N., Williams, S. W. & Klusemann, B., 02.07.2019, in: AIP Conference Proceedings. 2113, 1, 6 S., 150019.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Numerical Investigation of the Effect of Rolling on the Localized Stress and Strain Induction for Wire + Arc Additive Manufactured Structures
Abbaszadeh, M., Hönnige, J. R., Martina, F., Neto, L., Kashaev, N., Colegrove, P., Williams, S. & Klusemann, B., 15.08.2019, in: Journal of Materials Engineering and Performance. 28, 8, S. 4931-4942 12 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Thermal analysis of wire-based direct energy deposition of Al-Mg using different laser irradiances
Froend, M., Ventzke, V., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 01.10.2019, in: Additive Manufacturing. 29, UNSP 100800.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Two-step simulation approach for laser shock peening
Pozdnyakov, V., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Oberrath, J., 11.2019, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 19, 1, 2 S., e201900497.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Crack closure mechanisms in residual stress fields generated by laser shock peening: A combined experimental-numerical approach
Keller, S., Horstmann, M., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.11.2019, in: Engineering Fracture Mechanics. 221, 15 S., 106630.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 2020
- Erschienen
Digitalisierung aus der Perspektive Fachdidaktischer Forschung und Ingenieurwissenschaftlicher Lehrpraxis
Block, B-M. & Klusemann, B., 2020, 14. Ingenieurpädagogischen Regionaltagung 2019: Technische Bildung im Kontext von 'Digitalisierung' / 'Automatisierung' - Tendenzen, Möglichkeiten, Perspektiven. Petersen, M. & Kammasch, G. (Hrsg.). Berlin: Ingenieur-Pädagogische Wissenschaftsgesellschaft, S. 147-155 8 S.Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fatigue crack propagation influenced by laser shock peening introduced residual stress fields in aluminium specimens
Keller, S., Horstmann, M., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.01.2020, ICAF 2019 – Structural Integrity in the Age of Additive Manufacturing: Proceedings of the 30th Symposium of the International Committee on Aeronautical Fatigue, 2019. Niepokolczycki, A. & Komorowski, J. (Hrsg.). Cham, Schweiz: Springer, S. 617-631 15 S. (Lecture Notes in Mechanical Engineering).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Microstructure by design: An approach of grain refinement and isotropy improvement in multi-layer wire-based laser metal deposition
Froend, M., Ventzke, V., Dorn, F., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 20.01.2020, in: Materials Science and Engineering A. 772, 13 S., 138635.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Editorial: Machine Learning and Data Mining in Materials Science
Huber, N., Kalidindi, S. R., Klusemann, B. & Cyron, C. J., 28.02.2020, in: Frontiers in Materials. 7, 3 S., 51.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Andere (Vorworte. Editoral u.ä.) › Forschung
- Erschienen
Diffusion-driven microstructure evolution in OpenCalphad
Herrnring, J., Sundman, B. & Klusemann, B., 01.04.2020, in: Computational Materials Science. 175, 10 S., 109236.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
The influence of laser shock peening on fatigue properties of AA2024-T3 alloy with a fastener hole
Sikhamov, R., Fomin, F., Klusemann, B. & Kashaev, N., 09.04.2020, in: Metals. 10, 4, 13 S., 495.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Friction riveting of 3D printed polyamide 6 with AA 6056-T6
dos Santos Mallmann, P. H., Blaga, L. A., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 05.2020, in: Procedia Manufacturing. 47, S. 406-412 7 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Mechanical performance prediction for friction riveting joints of dissimilar materials via machine learning
Bock, F. E., Blaga, L. A. & Klusemann, B., 05.2020, in: Procedia Manufacturing. 47, S. 615-622 8 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet