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
The influence of laser shock peening on fatigue properties of AA2024-T3 alloy with a fastener hole
Sikhamov, R., Fomin, F., Klusemann, B. & Kashaev, N., 09.04.2020, in: Metals. 10, 4, 13 S., 495.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
On the application of laser shock peening for retardation of surface fatigue cracks in laser beam-welded AA6056
Kashaev, N., Ushmaev, D., Ventzke, V., Klusemann, B. & Fomin, F., 01.07.2020, in: Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures. 43, 7, S. 1500-1513 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Editorial: Machine Learning and Data Mining in Materials Science
Huber, N., Kalidindi, S. R., Klusemann, B. & Cyron, C. J., 28.02.2020, in: Frontiers in Materials. 7, 3 S., 51.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Andere (Vorworte. Editoral u.ä.) › Forschung
- Erschienen
Diffusion-driven microstructure evolution in OpenCalphad
Herrnring, J., Sundman, B. & Klusemann, B., 01.04.2020, in: Computational Materials Science. 175, 10 S., 109236.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fatigue crack propagation influenced by laser shock peening introduced residual stress fields in aluminium specimens
Keller, S., Horstmann, M., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.01.2020, ICAF 2019 – Structural Integrity in the Age of Additive Manufacturing: Proceedings of the 30th Symposium of the International Committee on Aeronautical Fatigue, 2019. Niepokolczycki, A. & Komorowski, J. (Hrsg.). Cham, Schweiz: Springer, S. 617-631 15 S. (Lecture Notes in Mechanical Engineering).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › 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
Crack closure mechanisms in residual stress fields generated by laser shock peening: A combined experimental-numerical approach
Keller, S., Horstmann, M., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.11.2019, in: Engineering Fracture Mechanics. 221, 15 S., 106630.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Two-step simulation approach for laser shock peening
Pozdnyakov, V., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Oberrath, J., 11.2019, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 19, 1, 2 S., e201900497.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › 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
Thermal analysis of wire-based direct energy deposition of Al-Mg using different laser irradiances
Froend, M., Ventzke, V., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 01.10.2019, in: Additive Manufacturing. 29, UNSP 100800.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet