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
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
Compression behaviour of wire + arc additive manufactured structures
Abbaszadeh, M., Ventzke, V., Neto, L., Riekehr, S., Martina, F., Kashaev, N., Hönnige, J., Williams, S. & Klusemann, B., 01.06.2021, in: Metals. 11, 6, 18 S., 877.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
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
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
Phase-field modelling for fatigue crack growth under laser shock peening-induced residual stresses
Seiler, M., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Kästner, M., 01.08.2021, in: Archive of Applied Mechanics. 91, 8, S. 3709-3723 15 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
Investigation of temperature evolution and flash formation at AA5083 studs during friction surfacing
Kallien, Z., Rath, L., Roos, A. & Klusemann, B., 05.01.2021, THERMEC 2021 - International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials Processing, Fabrication, Properties, Applications. Ionescu, M., Sommitsch, C., Poletti, C., Kozeschnik, E. & Chandra, T. (Hrsg.). Trans Tech Publications Ltd, S. 660-665 6 S. (Materials Science Forum; Band 1016 MSF).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Application of stress intensity factor superposition in residual stress fields considering crack closure
Keller, S. & Klusemann, B., 15.02.2021, in: Engineering Fracture Mechanics. 243, 13 S., 107415.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