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
Fourth-order strain-gradient phase mixture model for nanocrystalline fcc materials
Klusemann, B., Bargmann, S. & Estrin, Y., 02.11.2016, in: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 24, 8, S. 1-23 23 S., 085016.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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
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
- Erschienen
Improved mechanical properties of cast Mg alloy welds via texture weakening by differential rotation refill friction stir spot welding
Fu, B., Shen, J., Suhuddin, U. F. H. R., Chen, T., dos Santos, J. F., Klusemann, B. & Rethmeier, M., 01.10.2021, in: Scripta Materialia. 203, 6 S., 114113.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Influence of Mg content in Al alloys on processing characteristics and dynamically recrystallized microstructure of friction surfacing deposits
Ehrich, J., Roos, A., Klusemann, B. & Hanke, S., 05.07.2021, in: Materials Science and Engineering A. 819, 141407.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Investigation of friction stir welding process applied to ASTM 572 steel plate cladded with Inconel (R) 625
Landell, R. M., de Lima Lessa, C. R., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Kwietniewski, C. E. F. & Klusemann, B., 01.03.2021, in: Welding in the World. 65, 3, S. 393-403 11 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet