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

  1. Erschienen

    Modeling precipitation kinetics for multi-phase and multi-component systems using particle size distributions via a moving grid technique

    Herrnring, J., Sundman, B., Staron, P. & Klusemann, B., 15.08.2021, in: Acta Materialia. 215, 14 S., 117053.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  2. Erschienen

    Multimodal analysis of spatially heterogeneous microstructural refinement and softening mechanisms in three-pass friction stir processed Al-4Si alloy

    Escobar, J., Gwalani, B., Olszta, M., Silverstein, J., Overman, N., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Staron, P., Maawad, E., Klusemann, B., Mathaudhu, S. & Devaraj, A., 20.12.2021, in: Journal of Alloys and Compounds. 887, 13 S., 161351.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  3. Erschienen
  4. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  5. Erschienen

    Numerical Investigation of Influence of Spot Geometry in Laser Peen Forming of Thin-Walled Ti-6Al-4V Specimens

    Pöltl, D., Keller, S., Chupakhin, S., Sala, S. T., Kashaev, N. & Klusemann, B., 22.07.2022, Achievements and Trends in Material Forming: Peer-reviewed extended papers selected from the 25 th International Conference on Material Forming (ESAFORM 2022). Vincze, G. & Barlat, F. (Hrsg.). Baech: Trans Tech Publications Ltd, S. 2293-2302 10 S. (Key Engineering Materials; Band 926).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschungbegutachtet

  6. Erschienen

    Numerical investigation of laser beam-welded AA2198 joints under different artificial ageing conditions

    Examilioti, T., Germanou, A., Papanikos, P., Kashaev, N., Klusemann, B. & Alexopoulos, N. D., 01.01.2022, in: Procedia Structural Integrity. 42, S. 244-250 7 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschung

  7. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  8. Erschienen

    Numerical simulation of friction extrusion: process characteristics and material deformation due to friction

    Diyoke, G., Rath, L., Chafle, R., Ben Khalifa, N. & Klusemann, B., 05.2024, in: International Journal of Material Forming. 17, 3, 13 S., 26.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  9. 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 ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  10. Erschienen

    On anisotropic tensile mechanical behavior of Al-Cu-Li AA2198 alloy under different ageing conditions

    Examilioti, T. N., Li, W., Kashaev, N., Ventzke, V., Klusemann, B., Tiryakioğlu, M. & Alexopoulos, N. D., 01.05.2023, in: Journal of Materials Research and Technology. 24, S. 895-908 14 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  11. Erschienen

    On the application of laser shock peening for retardation of surface fatigue cracks in laser beam-welded AA6056

    Kashaev, N., Ushmaev, D., Ventzke, V., Klusemann, B. & Fomin, F., 01.07.2020, in: Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures. 43, 7, S. 1500-1513 14 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  12. Erschienen

    On the influence of laser beam welding parameters for autogenous AA2198 welded joints

    Examilioti, T., Kashaev, N., Enz, J., Klusemann, B. & Alexopoulos, N. D., 01.09.2020, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 110, 7-8, S. 2079-2092 14 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  13. Erschienen

    Phase-field modelling for fatigue crack growth under laser shock peening-induced residual stresses

    Seiler, M., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Kästner, M., 01.08.2021, in: Archive of Applied Mechanics. 91, 8, S. 3709-3723 15 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  14. 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 ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  15. Erschienen

    Processability of Mg-Gd Powder via Friction Extrusion

    Rath, L., Chan, C., Suhuddin, U., Buresch, H., Ebel, T. & Klusemann, B., 2024, Proceedings of the 14th International Conference on the Technology of Plasticity - Current Trends in the Technology of Plasticity - ICTP 2023 - Volume 1. Mocellin, K., Bouchard, P-O., Bigot, R. & Balan, T. (Hrsg.). Springer Science and Business Media Deutschland GmbH, S. 431-441 11 S. (Lecture Notes in Mechanical Engineering).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschungbegutachtet

  16. Erschienen

    Process characteristics of constrained friction processing of AM50 magnesium alloy

    de Castro, C. C., Shen, J., Dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 19.04.2023, Material Forming: The 26th International ESAFORM Conference on Material Forming - ESAFORM 2023 - held in Kraków, Poland, April 19-21, 2023. Madej, L., Sitko, M. & Perzynski, K. (Hrsg.). Millersville: MaterialsResearchForum LLC, Band 3. S. 1739-1746 8 S. 188. (Materials Research Proceedings; Band 28).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschungbegutachtet

  17. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  18. Erschienen

    Process parameter assessment on the dissimilar deposition of AA2024-T351 on AA7475-T761 by friction surfacing

    Brandes, A. C., Roos, A., Klusemann, B., Martins, J. D. P., dos Santos, J. F. & Carvalho, A. L. M., 01.11.2023, in: Journal of Materials Research and Technology. 27, S. 7593-7605 13 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  19. Erschienen

    Process simulation of friction extrusion of aluminum alloys

    Diyoke, G., Rath, L., Chafle, R., Ben Khalifa, N. & Klusemann, B., 19.04.2023, Material Forming: The 26th International ESAFORM Conference on Material Forming - ESAFORM 2023 - held in Kraków, Poland, April 19-21, 2023. Madej, L., Sitko, M. & Perzynski, K. (Hrsg.). Millersville: MaterialsResearchForum LLC, Band 1. S. 487-494 8 S. (Materials Research Proceedings; Band 28).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschungbegutachtet

  20. Erschienen

    Quasi-in-situ observation of microstructure at the friction interface: Shear deformation, dynamic recrystallization and mechanical responses during friction welding process

    Jin, F., Fu, B., Shen, J., Li, J., Li, W., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.06.2023, in: Materials Characterization. 200, 112911.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  21. Erschienen

    Rapid grain refinement and compositional homogenization in a cast binary Cu50Ni alloy achieved by friction stir processing

    Escobar, J., Gwalani, B., Silverstein, J., Ajantiwalay, T., Roach, C., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Maawad, E., Klusemann, B. & Devaraj, A., 01.08.2023, in: Materials Characterization. 202, 112999.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  22. Erschienen

    Refill friction stir spot welding of thermoplastic composites: Case study on Carbon-fiber-reinforced polyphenylene sulfide

    Schäfer, H., Blaga, L. A., Stöver, E. & Klusemann, B., 01.10.2023, in: Thin-Walled Structures. 191, 111037.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  23. Erschienen

    Revealing joining mechanism in refill friction stir spot welding of AZ31 magnesium alloy to galvanized DP600 steel

    Fu, B., Shen, J., Suhuddin, U. F. H. R., Pereira, A. A. C., Maawad, E., dos Santos, J. F., Klusemann, B. & Rethmeier, M., 01.11.2021, in: Materials and Design. 209, 18 S., 109997.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  24. Erschienen

    Semi-stationary shoulder bobbin-tool: A new approach in tailoring macrostructure and mechanical properties of bobbin-tool friction stir welds in magnesium alloy

    Li, G., Chen, T., Fu, B., Shen, J., Bergmann, L., Zhou, L., Chen, K., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.08.2023, in: Journal of Materials Processing Technology. 317, 117984.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  25. Erschienen

    Simulation of fatigue crack growth in residual‐stress‐afflicted specimen with a phase‐field model

    Seiler, M., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Kästner, M., 01.12.2021, in: PAMM. 21, 1, 2 S., e202100210.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenz-Abstracts in FachzeitschriftenForschung

  26. 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 ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  27. Erschienen

    Strengthening Mechanisms and Strain Hardening Behavior of 316L Stainless Steel Manufactured by Laser-Based Powder Bed Fusion

    Taghipour, A., Mazaheri, Y., McDavid, J., Sheikhi, S., Braun, M., Shen, J., Klusemann, B. & Ehlers, S., 02.2023, in: Advanced Engineering Materials. 25, 4, 16 S., 2201230.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  28. 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 SammelwerkenAbstracts in KonferenzbändenForschungbegutachtet

  29. 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 ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  30. Erschienen

    Tailoring of residual stresses by specific use of defined prestress during laser shock peening

    Schwab, K. C., Keller, S., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.09.2021, in: Journal of Materials Processing Technology. 295, 11 S., 117154.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  31. Erschienen

    Tailoring powder strengths for enhanced quality of cold sprayed Al6061 deposits

    Huang, C., List, A., Shen, J., Fu, B., Yin, S., Chen, T., Klusemann, B., Gärtner, F. & Klassen, T., 01.03.2022, in: Materials and Design. 215, 18 S., 110494.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  32. Erschienen

    Temperature-dependent mechanical behavior of aluminum AM structures generated via multi-layer friction surfacing

    Kallien, Z., Roos, A., Knothe-Horstmann, C. & Klusemann, B., 26.04.2023, in: Materials Science & Engineering A. 871, 11 S., 144872.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  33. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  34. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  35. 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 SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschungbegutachtet

  36. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  37. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  38. Erschienen

    Tool wear mechanisms and effects on refill friction stir spot welding of AA2198-T8 sheets

    Castro, C. C. D., Shen, J., Plaine, A. H., Suhuddin, U. F. H., Alcântara, N. G. D., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.09.2022, in: Journal of Materials Research and Technology. 20, S. 857-866 10 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  39. Erschienen

    Two-pass friction stir welding of cladded API X65

    de Lima Lessa, C. R., Landell, R. M., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Kwietniewski, C. E. F., Reguly, A. & Klusemann, B., 01.05.2020, in: Procedia Manufacturing. 47, S. 1010-1015 6 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  40. 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 ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

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