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
- Zeitschriftenaufsätze › Forschung › nicht 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
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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
A multi-scaled process study of dissimilar friction stir welding of Eurofer RAFM steel to PM2000 ODS alloy
Wang, J., Fu, B., Shen, J., Bergmann, L., Lu, X., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 01.09.2022, in: Journal of Materials Processing Technology. 307, 117679.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Anisotropy and mechanical properties of dissimilar Al additive manufactured structures generated by multi-layer friction surfacing
Rath, L., Kallien, Z., Roos, A., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 03.2023, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 125, 5-6, S. 2091-2102 12 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › 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 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