Physikalische Modellbildung für virtuelle Produktionsprozesse am Beispiel spanender Metallbearbeitung

In diesem Projekt sollen spanende Fertigungsprozesse, bei denen Kühlschmierstoffe zum Einsatz kommen auf atomistischer Ebene untersucht werden. Im Detail ist der Einfluss der Kühlschmiermittel sowie ihre chemische Zersetzung unter den extremen Umgebungsbedingungen bei spanenden Fertigungsprozessen bisher nicht verstanden. Sowohl Schmierung und Wärmetransport als auch dynamische Benetzung sind die Hauptprozesse, die es getrennt und in Kombination zu untersuchen gilt.

Als Untersuchungsmethode werden Molekulardynamik-Simulationen verwendet, die sowohl die Feststoff- als auch die Fluidkomponenten auf Basis ihrer Kraftfelder und Interaktionen beschreiben. Als Ausgangssituation werden grundlegende, modellhafte Beschreibungen der Kraftfelder herangezogen. Diese sollen über Parameter- und Scale-up-Studien validiert werden und somit letztendlich reale Feststoffe und Fluide abbilden.
Weitere Informationen unter:
http://www.irtg2057.de/

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Betreute Studentische Arbeiten:

• Molekulardynamiksimulation der Couette-Strömung in einem nanoskaligen Schmierspalt [Studienprojekt]
• Molekulardynamiksimulation der Gasblasennukleation in metastabilen Flüssigkeiten [Diplomarbeit]
• Entwicklung eines Softwaretools zur Oberflächendetektion im Post-Processing von Molekulardynamiksimulationen [Studienarbeit]
• Molecular Dynamics Simulation of Momentum and Heat Transfer in Nanochannel Flows [Masterarbeit]

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Molekulare Thermodynamik (WS 2014/2015)

Wärmeübertragung (SS 2015)

Thermodynamik II (SS 2017)

nach Vereinbarung

M.P. Lautenschlaeger, H. Hasse: Transport properties of the Lennard-Jones truncated and shifted fluid from non-equilibrium molecular dynamics simulations, Fluid Phase Equilibria (2019) 482: 38-47. DOI:10.1016/j.fluid.2018.10.019

M.P. Lautenschlaeger, M.T. Horsch, H. Hasse: Simultaneous determination of thermal conductivity and shear viscosity using two-gradient non-equilibrium molecular dynamics simulations, Molecular Physics (2019) 117: 189-199. DOI:10.1080/00268976.2018.1504134

M.P. Lautenschlaeger, H. Hasse: Thermal and caloric properties of fluids from non-equilibrium molecular dynamics simulations using the two-gradient method, The Journal of Chemical Physics (2018) 149: 244106. DOI:10.1063/1.5063985

S. Stephan, M.P. Lautenschlaeger, I. Alabd Alhafez, M.T. Horsch, H.M. Urbassek, H. Hasse: Molecular Dynamics Simulation Study of Mechanical Effects of Lubrication on a Nanoscale Contact Process, Tribology Letters (2018) 66: 126. DOI:10.1007/s11249-018-1076-0

M.P. Lautenschlaeger, S. Stephan, M.T. Horsch, B. Kirsch, J.C. Aurich, H. Hasse: Effects of Lubrication on Friction and Heat Transfer in Machining Processes on the Nanoscale: A Molecular Dynamics Approach, Procedia CIRP (2018) 67C: 296-301. DOI:10.1016/j.procir.2017.12.216

M.P. Lautenschlaeger, S. Stephan, H.M. Urbassek, B. Kirsch, J.C. Aurich, M.T. Horsch, H. Hasse: Effects of Lubrication on the Friction in Nanometric Machining Processes: A Molecular Dynamics Approach, Applied Mechanics and Materials (2017) 869: 85-93. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.869.85

M.P. Lautenschlaeger, S. Stephan, M. T. Horsch, B. Kirsch, J. C. Aurich, H. Hasse: Effects of Lubrication on Friction and Heat Transfer in Machining Processes on the Nanoscale: A Molecular Dynamics Approach, CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering: Cutting, 19.-21. July 2017, Neapel, Italy

M. Fleck, M. Thäter, M. Lautenschläger, H. Emmerich
On the propagation of two en passent cracks upon mutual interaction: A phase field study
DPG-Frühjahrs-Konferenz, Symposium: Methods in Computational Materials Modelling, 6.-11. März 2016, Regensburg

M. Thäter, M. Fleck, M. Lautenschläger, H. Emmerich
On the propagation of two en passent cracks upon mutual interaction: A phase field study
DPG-Frühjahrs-Konferenz, Symposium: Methods in Computational Materials Modelling, 15.-20. März 2015, Berlin

M. Fleck, M. Lautenschläger, D. Pilipenko, H. Emmerich
On the Propagation of two en Passent Cracks upon Mutual Interaction: A Phase Field Study
Materials Science Engineering Conference, Symposium: Modelling and Simulation, 23.-25. September 2014, Darmstadt

M. Lautenschläger, M. Fleck, D. Pilipenko, H. Emmerich
On the propagation of two en passent cracks upon mutual interaction: A phase field study
DPG-Frühjahrs-Konferenz, Symposium: Fundamentals of Fracture, 10.-15. März 2013, Regensburg

M. Lautenschläger, H. Hasse: Influence of the Solid-Fluid Adsorption Interaction on Thermal, Caloric and Transport Properties of Fluids: A NEMD Study of Lennard-Jones Systems, CECAM Workshop Collective behavior of soft and active matter under confinement, Mainz, 24.-26.09.2018.

M. Lautenschlaeger, G. Guevara-Carrión, M. Horsch, J. Vrabec, H. Hasse: Transport Properties of the LJTS Liquid by NEMD and EMD Simulations, Thermodynamik-Kolloquium, Dresden, 27.-29.09.2017.

M. Lautenschläger, S. Stephan, M. Horsch, H. Urbassek, H. Hasse: Molekulardynamik-Simulationen nanoskaliger Transportprozesse: Spaltströmungen und Nanoindentation mit Schmierung, Thermodynamik-Kolloquium, Kaiserslautern, 5.-7.10.2016.

M. Fleck, M. Lautenschläger, D. Pilipenko, H. Emmerich
On the Propagation of two en Passent Cracks upon Mutual Interaction: A Phase Field Study
Materials Science Engineering Conference, Symposium: Modelling and Simulation, 23.-25.09.2014, Darmstadt

seit
09/2014

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD), Technische Universität Kaiserslautern

07/2013 - 08/2014

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Umweltgerechte Produktionstechnik und der Fraunhofer-Projektgruppe Prozessinnovation, Universität Bayreuth

12/2012

Diplomarbeit "Crack Propagation in the Presence of One and Numerous Cracks: A Phase Field Study"

10/2011 - 06/2013

Projektbezogene wissenschaftliche Hilfskraft und Mitarbeiter am Lehrstuhl für Material- und Prozesssimulation, Universität Bayreuth

12/2010 - 09/2016

Studium im Elitestudiengang Macromolecular Science, Universität Bayreuth, Elitenetzwerk Bayern

10/2007 -
03/2013

Studium der Umweltingenieurwissenschaften (Abschluss Dipl.-Ing.), Universität Bayreuth