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 › begutachtet
- Erschienen
Effect of thermo-mechanical conditions during constrained friction processing on the particle refinement of AM50 Mg-alloy phases
de Castro, C. C., Neves, A. M. & Klusemann, B., 06.2024, in: Journal of Magnesium and Alloys. 12, 6, S. 2298-2311 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Effect of Welding Speed on Friction Stir Welds of PM2000 Alloy
Wang, J., Fu, B., Bergmann, L., Liu, F. & Klusemann, B., 01.2023, in: Journal of Materials Engineering and Performance. 32, 2, S. 577-586 10 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimental and numerical analysis of refill friction stir spot welding of thin AA7075-T6 sheets
Janga, V. S. R., Awang, M., Yamin, M. F., Suhuddin, U. F. H., Klusemann, B. & dos Santos, J. F., 06.12.2021, in: Materials. 14, 23, 20 S., 7485.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimental and numerical investigation of laser beam-welded Al-Cu-Li joints using micro-mechanical characteristics
Examilioti, T. N., Papanikos, P., Kashaev, N., Klusemann, B. & Alexopoulos, N. D., 01.07.2022, in: Journal of Materials Research and Technology. 19, S. 2431-2446 16 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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
Experimental and numerical thermo-mechanical analysis of wire-based laser metal deposition of Al-Mg alloys
Bock, F. E., Herrnring, J., Froend, M., Enz, J., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.04.2021, in: Journal of Manufacturing Processes. 64, S. 982-995 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimental investigation of crack propagation mechanism in refill friction stir spot joints of AA6082-T6
Becker, N., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 16.04.2024, in: Engineering Fracture Mechanics. 300, 11 S., 109963.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimentally established correlation of friction surfacing process temperature and deposit geometry
Kallien, Z., Rath, L., Roos, A. & Klusemann, B., 15.09.2020, in: Surface and Coatings Technology. 397, 7 S., 126040.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
Experimental-numerical study of laser-shock-peening-induced retardation of fatigue crack propagation in Ti-17 titanium alloy
Sun, R., Keller, S., Zhu, Y., Guo, W., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.04.2021, in: International Journal of Fatigue. 145, 13 S., 106081.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet