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
- Erschienen
Friction Stir Welding of Various Aluminium Alloys to Titanium
Grassel, S. F., Bergmann, L. & Klusemann, B., 29.11.2023, in: Key Engineering Materials. 966, S. 49-54 6 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Friction surfacing of aluminum to steel: Influence of different substrate surface topographies
Roos, A., Metternich, F., Kallien, Z., Baumann, J., Ehrich, J., Kipp, M., Hanke, S., Biermann, D. & Klusemann, B., 01.11.2023, in: Materials and Design. 235, 12 S., 112390.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
Fundamental study of multi-track friction surfacing deposits for dissimilar aluminum alloys with application to additive manufacturing
Soujon, M., Kallien, Z., Roos, A., Zeller-Plumhoff, B. & Klusemann, B., 01.07.2022, in: Materials and Design. 219, 15 S., 110786.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
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
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
Grain Structure Evolution Ahead of the Die During Friction Extrusion of AA2024
Chan, C. Y. C., Suhuddin, U. F. H. R., Rath, L., Bachiega, F. L. & Klusemann, B., 2024, Proceedings of the 14th International Conference on the Technology of Plasticity - Current Trends in the Technology of Plasticity - ICTP 2023 - Volume 3. Mocellin, K., Bouchard, P-O., Bigot, R. & Balan, T. (Hrsg.). Cham: Springer Science and Business Media Deutschland GmbH, S. 422-428 7 S. (Lecture Notes in Mechanical Engineering).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Heterogenous activation of dynamic recrystallization and twinning during friction stir processing of a Cu-4Nb alloy
Escobar, J., Gwalani, B., Olszta, M., Silverstein, J., Ajantiwalay, T., Overman, N., Fu, W., Li, Y., Bergmann, L., Maawad, E., Klusemann, B., Santos, J. F. D. & Devaraj, A., 20.12.2022, in: Journal of Alloys and Compounds. 928, 9 S., 167007.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Hybrid modelling by machine learning corrections of analytical model predictions towards high-fidelity simulation solutions
Bock, F. E., Keller, S., Huber, N. & Klusemann, B., 10.04.2021, in: Materials. 14, 8, 19 S., 1883.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet