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
Microstructure by design: An approach of grain refinement and isotropy improvement in multi-layer wire-based laser metal deposition
Froend, M., Ventzke, V., Dorn, F., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 20.01.2020, in: Materials Science and Engineering A. 772, 13 S., 138635.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Microstructure evolution and texture development during production of homogeneous fine-grained aluminum wire by friction extrusion
Suhuddin, U. F. H., Rath, L., Halak, R. M. & Klusemann, B., 01.11.2023, in: Materials Characterization. 205, 13 S., 113252.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Microstructure, mechanical and functional properties of refill friction stir spot welds on multilayered aluminum foils for battery application
Gera, D., Fu, B., Suhuddin, U. F. H. R., Plaine, A., Alcantara, N., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 01.07.2021, in: Journal of Materials Research and Technology. 13, S. 2272-2286 15 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Modeling of temperature- and strain-driven intermetallic compound evolution in an Al-Mg system via a multiphase-field approach with application to refill friction stir spot welding
Raza, S. H., Mittnacht, T., Diyoke, G., Schneider, D., Nestler, B. & Klusemann, B., 01.12.2022, in: Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 169, 105059.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Multiphase-field modeling of temperature-driven intermetallic compound evolution in an Al-Mg system for application to solid-state joining processes
Raza, S. H. & Klusemann, B., 12.2020, in: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 28, 8, 085003.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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 Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet