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

    Comparing the fatigue performance of Ti-4Al-0.005B titanium alloy T-joints, welded via different friction stir welding sequences

    Su, Y., Li, W., Shen, J., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Klusemann, B. & Vairis, A., 24.11.2022, in: Materials Science & Engineering A. 859, 144227.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  2. Erschienen

    Comparing the local-global deformation mechanism in different friction stir welding sequences of Ti-4Al-0.005B titanium alloy T-joints

    Su, Y., Li, W., Shen, J., Fu, B., dos Santos, J. F., Klusemann, B. & Vairis, A., 17.08.2021, in: Materials Science and Engineering A. 823, 141698.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  3. Erschienen

    Comparison of Friction Extrusion Processing from Bulk and Chips of Aluminum-Copper Alloys

    Rath, L., Suhuddin, U. F. H. & 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. 471-480 10 S. (Key Engineering Materials; Band 926).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschungbegutachtet

  4. Erschienen

    Compression behaviour of wire + arc additive manufactured structures

    Abbaszadeh, M., Ventzke, V., Neto, L., Riekehr, S., Martina, F., Kashaev, N., Hönnige, J., Williams, S. & Klusemann, B., 01.06.2021, in: Metals. 11, 6, 18 S., 877.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  5. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  6. 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 ZeitschriftenAndere (Vorworte. Editoral u.ä.)Forschung

  7. Erschienen

    Correlation of Microstructure and Local Mechanical Properties Along Build Direction for Multi-layer Friction Surfacing of Aluminum Alloys

    Kallien, Z., Hoffmann, M., Roos, A. & Klusemann, B., 10.2023, in: JOM: Journal of The Minerals, Metals & Materials Society. 75, 10, S. 4212-4222 11 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  8. Erschienen

    Corrosion behavior of multi-layer friction surfaced structure from dissimilar aluminum alloys

    Antunes Duda, E., Kallien, Z., da Silva Soares, S., Hernandez Schneider, T., Ribeiro Piaggio Cardoso, H., Vieira Braga Lemos, G., Falcade, T., Reguly, A. & Klusemann, B., 12.2024, in: Scientific Reports. 14, 10 S., 9882.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  9. Erschienen

    Coupled Modeling Approach for Laser Shock Peening of AA2198-T3: From Plasma and Shock Wave Simulation to Residual Stress Prediction

    Pozdnyakov, V., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Oberrath, J., 01.01.2022, in: Metals. 12, 1, 19 S., 107.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  10. 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 ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet