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
- 2023
- Erschienen
Temperature-dependent mechanical behavior of aluminum AM structures generated via multi-layer friction surfacing
Kallien, Z., Roos, A., Knothe-Horstmann, C. & Klusemann, B., 26.04.2023, in: Materials Science & Engineering A. 871, 11 S., 144872.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- Erschienen
Friction extrusion processing of aluminum powders: Microstructure homogeneity and mechanical properties
Chan, C. Y. C., Rath, L., Suhuddin, U. F. H. & Klusemann, B., 19.04.2023, Material Forming: The 26th International ESAFORM Conference on Material Forming - ESAFORM 2023 - held in Kraków, Poland, April 19-21, 2023. Madej, L., Sitko, M. & Perzynski, K. (Hrsg.). Millersville: MaterialsResearchForum LLC, Band 1. S. 515-522 8 S. 56. (Materials Research Proceedings; Band 28).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Process characteristics of constrained friction processing of AM50 magnesium alloy
de Castro, C. C., Shen, J., Dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 19.04.2023, Material Forming: The 26th International ESAFORM Conference on Material Forming - ESAFORM 2023 - held in Kraków, Poland, April 19-21, 2023. Madej, L., Sitko, M. & Perzynski, K. (Hrsg.). Millersville: MaterialsResearchForum LLC, Band 3. S. 1739-1746 8 S. 188. (Materials Research Proceedings; Band 28).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Process simulation of friction extrusion of aluminum alloys
Diyoke, G., Rath, L., Chafle, R., Ben Khalifa, N. & Klusemann, B., 19.04.2023, Material Forming: The 26th International ESAFORM Conference on Material Forming - ESAFORM 2023 - held in Kraków, Poland, April 19-21, 2023. Madej, L., Sitko, M. & Perzynski, K. (Hrsg.). Millersville: MaterialsResearchForum LLC, Band 1. S. 487-494 8 S. (Materials Research Proceedings; Band 28).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Analysis of a phase‐field finite element implementation for precipitation
Safi, A. R., Chafle, R. & Klusemann, B., 01.03.2023, in: PAMM. 22, 1, 6 S., e202200238.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung
- Erschienen
Anisotropy and mechanical properties of dissimilar Al additive manufactured structures generated by multi-layer friction surfacing
Rath, L., Kallien, Z., Roos, A., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 03.2023, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 125, 5-6, S. 2091-2102 12 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › 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
Effect of Welding Speed on Friction Stir Welds of PM2000 Alloy
Wang, J., Fu, B., Bergmann, L., Liu, F. & Klusemann, B., 01.2023, in: Journal of Materials Engineering and Performance. 32, 2, S. 577-586 10 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 2022
- 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
Influence of laser shock peening on the residual stresses in additively manufactured 316L by Laser Powder Bed Fusion: A combined experimental-numerical study
Sandmann, P., Keller, S., Kashaev, N., Ghouse, S., Hooper, P. A., Klusemann, B. & Davies, C. M., 01.12.2022, in: Additive Manufacturing. 60, Part A, 14 S., 103204.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung