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
Tailoring of residual stresses by specific use of defined prestress during laser shock peening
Schwab, K. C., Keller, S., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.09.2021, in: Journal of Materials Processing Technology. 295, 11 S., 117154.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Surface modification methods for fatigue properties improvement of laser-beam-welded Ti-6Al-4V butt joints
Fomin, F., Klusemann, B. & Kashaev, N., 31.12.2018, in: Procedia Structural Integrity. 13, S. 273-278 6 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Study of intrinsic and extrinsic size effects on shear bands in metallic glasses
Klusemann, B., Soyarslan, C. & Bargmann, S., 2016, Contributions to the Foundations of Multidisciplinary Research in Mechanics: Papers presented during the 24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics ICTAM2016, Montreal, 22-26, 2016. Floryan, J. M. (Hrsg.). International Union for Theoretical and Applied Mechanics, Band 3. S. 2524-2525 2 S.Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Strengthening Mechanisms and Strain Hardening Behavior of 316L Stainless Steel Manufactured by Laser-Based Powder Bed Fusion
Taghipour, A., Mazaheri, Y., McDavid, J., Sheikhi, S., Braun, M., Shen, J., Klusemann, B. & Ehlers, S., 02.2023, in: Advanced Engineering Materials. 25, 4, 16 S., 2201230.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Stability of phase transformation models for Ti-6Al-4V under cyclic thermal loading imposed during laser metal deposition
Klusemann, B. & Bambach, M., 02.05.2018, in: AIP Conference Proceedings. 1960, 1, 140012.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Simulation of fatigue crack growth in residual‐stress‐afflicted specimen with a phase‐field model
Seiler, M., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Kästner, M., 01.12.2021, in: PAMM. 21, 1, 2 S., e202100210.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenz-Abstracts in Fachzeitschriften › 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
Revealing joining mechanism in refill friction stir spot welding of AZ31 magnesium alloy to galvanized DP600 steel
Fu, B., Shen, J., Suhuddin, U. F. H. R., Pereira, A. A. C., Maawad, E., dos Santos, J. F., Klusemann, B. & Rethmeier, M., 01.11.2021, in: Materials and Design. 209, 18 S., 109997.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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
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