Sachverhalt: A. A.a. Der 1960 geborene A._ war zuletzt seit Juli 2003 als Stapelfahrer bei der B._ AG angestellt. Am 8. Februar 2005 fuhr er mit einem Hubstapler in einen Eisenträger, woraufhin Dr. med. C._ ein Wiplash-Trauma diagnostiziert und am 22. März 2005 die Behandlung abgeschlossen hatte. Nach einer Rückfallmeldung vom 2. März 2006 verneinte die Schweizerische Unfallversicherungsanstalt mit Verfügung 1. September 2006 und Einspracheentscheid vom 28. November 2006 ihre Leistungspflicht zufolge mangelnder Kausalität der geklagten Beschwerden mit dem Unfallereignis vom 8. Februar 2005. Dieser Entscheid wurde letztinstanzlich mit Urteil des Bundesgerichts vom 26. September 2008 bestätigt. A.b. Am 31. Mai 2006 hatte sich A._ bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug angemeldet. Nach diversen Abklärungen medizinischer und beruflicher Art sowie gestützt auf ein polydisziplinäres Gutachten des Instituts D._ vom 5. September 2009 sprach die IV-Stelle des Kantons Aargau A._ nach durchgeführtem Vorbescheidverfahren mit Verfügung vom 9. Juli 2010 ab 1. Mai 2007 eine halbe, ab 1. November 2007 eine ganze und ab 1. Juni 2008 befristet bis 31. Juli 2009 wiederum eine halbe Rente zu. In teilweiser Gutheissung der dagegen erhobenen Beschwerde hob das Versicherungsgericht des Kantons Aargau mit Entscheid vom 29. März 2011 die Verfügung der IV-Stelle vom 9. Juli 2010 auf und wies die Sache zu weiteren Abklärungen und zur Neuverfügung an die IV-Stelle zurück. A.c. Nach Einholung eines polydisziplinären Gutachtens des Zentrums E._ vom 26. Juli 2012 verneinte die IV-Stelle nach durchgeführtem Vorbescheidverfahren mit Verfügung vom 13. Dezember 2012 einen Rentenanspruch und stellte eine separate Verfügung für die Rückerstattung der in der Zeit vom 1. Mai 2007 bis 31. Juli 2009 zu Unrecht bezogenen Rentenleistungen in Aussicht. B. Die hiegegen erhobene Beschwerde wies das Versicherungsgericht des Kantons Aargau mit Entscheid vom 13. August 2013 ab. C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt A._ unter Beibringung neuer Arztberichte beantragen, es seien ihm in Aufhebung des Entscheids des Versicherungsgerichts des Kantons Aargau vom 13. August 2013 und der Verfügung der IV-Stelle vom 13. Dezember 2012 rückwirkend die gesetzlichen Leistungen zuzusprechen. Eventualiter sei die Sache zu weiteren Abklärungen im Sinne der Anordnung eines Gerichtsgutachtens an die Vorinstanz zurückzuweisen, subeventualiter sei die Sache zu weiteren Abklärungen an die IV-Stelle zurückzuweisen. Mit Eingabe vom 25. September 2013 lässt A._ den Austrittsbericht der Klinik F._ vom 13. April 2013 über den stationären Aufenthalt vom 18. Januar bis 28. Februar 2013 nachreichen. IV-Stelle und die AXA Stiftung Berufliche Vorsorge schliessen auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Sozialversicherungen verzichtet auf eine Vernehmlassung. 