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
Experimentally established correlation of friction surfacing process temperature and deposit geometry
Kallien, Z., Rath, L., Roos, A. & Klusemann, B., 15.09.2020, in: Surface and Coatings Technology. 397, 7 S., 126040.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimentally validated multi-step simulation strategy to predict the fatigue crack propagation rate in residual stress fields after laser shock peening
Keller, S., Horstmann, M., Kashaev, N. & Klusemann, B., 01.07.2019, in: International Journal of Fatigue. 124, S. 265-276 12 S.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
- Erschienen
Fatigue behaviour of multi-spot joints of 2024-T3 aluminium sheets obtained by refill Friction Stir Spot Welding with polysulfide sealant
Bernardi, M., Suhuddin, U. F. H., Fu, B., Gerber, J. P., Bianchi, M., Ostrovsky, I., Sievers, B., Faes, K., Maawad, E., Lazzeri, L., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 01.07.2023, in: International Journal of Fatigue. 172, 107539.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Feasibility of orbital friction stir welding on clad pipes of API X65 steel and Inconel 625
Amavisca, C. V., Bergmann, L., Lessa, C. R. D. L., Schroeder, J. G., Ramos, F. D., Lemos, G. V. B., Reguly, A. & Klusemann, B., 12.2023, in: Scientific Reports. 13, 1, 10 S., 10669.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fiber laser welding of dissimilar titanium (Ti-6A1-4V/cp-Ti) T-joints and their laser forming process for aircraft application
Froend, M., Fomin, F., Riekehr, S., Alvarez, P., Zubiri, F., Bauer, S., Klusemann, B. & Kashaev, N., 01.11.2017, in: Optics and Laser Technology. 96, S. 123-131 9 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › 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