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
On anisotropic tensile mechanical behavior of Al-Cu-Li AA2198 alloy under different ageing conditions
Examilioti, T. N., Li, W., Kashaev, N., Ventzke, V., Klusemann, B., Tiryakioğlu, M. & Alexopoulos, N. D., 01.05.2023, in: Journal of Materials Research and Technology. 24, S. 895-908 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Quasi-in-situ observation of microstructure at the friction interface: Shear deformation, dynamic recrystallization and mechanical responses during friction welding process
Jin, F., Fu, B., Shen, J., Li, J., Li, W., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.06.2023, in: Materials Characterization. 200, 112911.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- 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
Fatigue crack propagation in AA5083 structures additively manufactured via multi-layer friction surfacing
Kallien, Z., Knothe-Horstmann, C. & Klusemann, B., 01.07.2023, in: Additive Manufacturing Letters. 6, 7 S., 100154.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Kommentare / Debatten / Berichte › Forschung
- Erschienen
Rapid grain refinement and compositional homogenization in a cast binary Cu50Ni alloy achieved by friction stir processing
Escobar, J., Gwalani, B., Silverstein, J., Ajantiwalay, T., Roach, C., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Maawad, E., Klusemann, B. & Devaraj, A., 01.08.2023, in: Materials Characterization. 202, 112999.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- Erschienen
Semi-stationary shoulder bobbin-tool: A new approach in tailoring macrostructure and mechanical properties of bobbin-tool friction stir welds in magnesium alloy
Li, G., Chen, T., Fu, B., Shen, J., Bergmann, L., Zhou, L., Chen, K., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.08.2023, in: Journal of Materials Processing Technology. 317, 117984.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- Erschienen
Microstructural development of as-cast AM50 during Constrained Friction Processing: grain refinement and influence of process parameters
de Castro, C. C., Shen, J., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 01.09.2023, in: Journal of Materials Processing Technology. 318, 11 S., 118018.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- Erschienen
Correlation of Microstructure and Local Mechanical Properties Along Build Direction for Multi-layer Friction Surfacing of Aluminum Alloys
Kallien, Z., Hoffmann, M., Roos, A. & Klusemann, B., 10.2023, in: JOM: Journal of The Minerals, Metals & Materials Society. 75, 10, S. 4212-4222 11 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Refill friction stir spot welding of thermoplastic composites: Case study on Carbon-fiber-reinforced polyphenylene sulfide
Schäfer, H., Blaga, L. A., Stöver, E. & Klusemann, B., 01.10.2023, in: Thin-Walled Structures. 191, 111037.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung
- 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