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
- Übersichtsarbeiten › Forschung
- Erschienen
Generation of 3D representative volume elements for heterogeneous materials: A review
Bargmann, S., Klusemann, B., Schneider, K., Soyarslan, C., Markmann, J., Schnabel, J. E. & Wilmers, J., 01.07.2018, in: Progress in Materials Science. 96, S. 322-384 63 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Übersichtsarbeiten › Forschung
- Konferenz-Abstracts in Fachzeitschriften › Forschung › nicht begutachtet
- Erschienen
Simulation of fatigue crack growth in residual‐stress‐afflicted specimen with a phase‐field model
Seiler, M., Keller, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Kästner, M., 01.12.2021, in: PAMM. 21, 1, 2 S., e202100210.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenz-Abstracts in Fachzeitschriften › Forschung
- Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › nicht 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
Numerical investigation of laser beam-welded AA2198 joints under different artificial ageing conditions
Examilioti, T., Germanou, A., Papanikos, P., Kashaev, N., Klusemann, B. & Alexopoulos, N. D., 01.01.2022, in: Procedia Structural Integrity. 42, S. 244-250 7 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung
- Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Application of Adaptive Element-Free Galerkin Method to Simulate Friction Stir Welding of Aluminum
Talebi, H., Froend, M. & Klusemann, B., 01.01.2017, in: Procedia Engineering. 207, S. 580-585 6 S., 137838.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Experimental investigation of temperature distribution during wire-based laser metal deposition of the Al-Mg alloy 5087
Frönd, M., Bock, F. E., Riekehr, S., Kashaev, N., Klusemann, B. & Enz, J., 01.12.2018, in: Materials Science Forum. 941, S. 988-994 7 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Finite element modeling of laser beam welding for residual stress calculation
Herrnring, J. & Klusemann, B., 2017, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 17, 1, S. 415 - 416 2 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Friction riveting of 3D printed polyamide 6 with AA 6056-T6
dos Santos Mallmann, P. H., Blaga, L. A., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 05.2020, in: Procedia Manufacturing. 47, S. 406-412 7 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › 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
Laser shock peening process modelling and experimental validation of AA2198-T3 and AA2198-T8
Keller, S., Kashaev, N. & Klusemann, B., 2017, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 17, 1, S. 423 - 424 2 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Konferenzaufsätze in Fachzeitschriften › Forschung › begutachtet