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
- 2019
- Erschienen
Global modelling of the ns-laser shock peening
Pozdnyakov, V., Keller, S., Klusemann, B., Kashaev, N. & Oberrath, J., 03.2019, DPG-Frühjahrstagung der Sektion Materie und Kosmos (SMuK) : mit den Fachverbänden (sektionszugehörig): Extraterrestrische Physik, Gravitation und Relativitätstheorie, Physik der Hadronenund Kerne, Theoretische und Mathematische Grundlagen der Physik sowie weiteren Fachverbänden: Geschichte der Physik, Kurzzeit- und angewandte Laserphysik, Plasmaphysik, Umweltphysik und den Arbeitskreisen bzw. der Arbeitsgruppe: Beschleunigerphysik, Chancengleichheit, Junge DPG, Philosophie der Physik. Bad Honnef: Deutsche Physikalische Gesellschaft, S. 151 1 S. K 6.1. (Verhandlung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, Reihe 6; Band 54, Nr. 2).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
The scaled boundary finite element method for computational homogenization of heterogeneous media
Talebi, H., Silani, M. & Klusemann, B., 06.04.2019, in: International Journal for Numerical Methods in Engineering. 118, 1, S. 1-17 17 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
A Review of the Application of Machine Learning and Data Mining Approaches in Continuum Materials Mechanics
Bock, F. E., Aydin, R. C., Cyron, C. C., Huber, N., Kalidindi, S. R. & Klusemann, B., 15.05.2019, in: Frontiers in Materials. 6, 23 S., 110.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Übersichtsarbeiten › Forschung
- Erschienen
Effect of laser peening process parameters and sequences on residual stress profiles
Kallien, Z., Keller, S., Ventzke, V., Kashaev, N. & Klusemann, B., 04.06.2019, in: Metals. 9, 6, 14 S., 655.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Application of design of experiments for laser shock peening process optimization
Chupakhin, S., Klusemann, B., Huber, N. & Kashaev, N., 19.06.2019, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 102, 5-8, S. 1567-1581 15 S.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
Fundamental study on additive manufacturing of aluminum alloys by friction surfacing layer deposition
Shen, J., Hanke, S., Roos, A., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 02.07.2019, in: AIP Conference Proceedings. 2113, 1, 6 S., 150015.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Numerical study of rolling process on the plastic strain distribution in wire + arc additive manufactured Ti-6Al-4V
Abbaszadeh, M., Hönnige, J., Martina, F., Kashaev, N., Williams, S. W. & Klusemann, B., 02.07.2019, in: AIP Conference Proceedings. 2113, 1, 6 S., 150019.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