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
Tailoring powder strengths for enhanced quality of cold sprayed Al6061 deposits
Huang, C., List, A., Shen, J., Fu, B., Yin, S., Chen, T., Klusemann, B., Gärtner, F. & Klassen, T., 01.03.2022, in: Materials and Design. 215, 18 S., 110494.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- 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
The effect of yield surface curvature change by cross hardening on forming limit diagrams of sheets
Soyarslan, C., Klusemann, B. & Bargmann, S., 01.10.2016, in: International Journal of Mechanical Sciences. 117, S. 53-66 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
The influence of laser shock peening on fatigue properties of AA2024-T3 alloy with a fastener hole
Sikhamov, R., Fomin, F., Klusemann, B. & Kashaev, N., 09.04.2020, in: Metals. 10, 4, 13 S., 495.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Thermal analysis of laser additive manufacturing of aluminium alloys: Experiment and simulation
Bock, F. E., Frönd, M., Herrnring, J., Enz, J., Kashaev, N. & Klusemann, B., 02.05.2018, Proceedings of the 21st International ESAFORM Conference on Material Forming, ESAFORM 2018: ESAFORM 2018. Buffa, G., Fratini, L., Ingarao, G. & Di Lorenzo, R. (Hrsg.). American Institute of Physics Inc., 6 S. 140004. (AIP Conference Proceedings; Band 1960, Nr. 1).Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Aufsätze in Konferenzbänden › 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
- 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
Tool wear mechanisms and effects on refill friction stir spot welding of AA2198-T8 sheets
Castro, C. C. D., Shen, J., Plaine, A. H., Suhuddin, U. F. H., Alcântara, N. G. D., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.09.2022, in: Journal of Materials Research and Technology. 20, S. 857-866 10 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Two-pass friction stir welding of cladded API X65
de Lima Lessa, C. R., Landell, R. M., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Kwietniewski, C. E. F., Reguly, A. & Klusemann, B., 01.05.2020, in: Procedia Manufacturing. 47, S. 1010-1015 6 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Two-step simulation approach for laser shock peening
Pozdnyakov, V., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Oberrath, J., 11.2019, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 19, 1, 2 S., e201900497.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet