摘要：变形镁合金经塑性变形后具有更优的综合力学性能,但存在“强度−塑性”不协同的问题,限制了其规模化应用。通过合金化设计和优化塑性加工工艺改善其微观结构能有效实现变形镁合金的强塑协同。本文梳理了近年来“强度−塑性”协同的变形镁合金的研究情况,并依据性能将其分为高强度型、中等强塑型和超高塑性型三类,同时进一步阐述了实现变形镁合金强塑性从权衡协调到协同提升的微观结构调控方法,包括合金化、细晶化、第二相和析出物调控、织构控制和异质结构形成等;最后,对强度−塑性协同的变形镁合金开发及其微观结构调控研究中值得关注的议题进行了展望。

摘要：镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比强度和比刚度高等优点,被视为极具应用潜力的轻合金。然而,镁合金为密排六方结构,可启动的滑移系少,室温塑性变形能力较差,这成为限制其广泛应用的主要原因之一。因此深入研究镁及其合金的微观塑性变形机制能为合金设计、加工工艺优化提供思路。镁及镁合金的微观塑性变形行为和机制较复杂,仅通过试验方法较难厘清具体微观结构、变形条件与材料性质之间的关系。而分子动力学作为研究原子(或分子)微观尺度下的行为和性质的重要方法,近年来在镁及其合金中的应用受到越来越多的关注。分子动力学方法可用于计算各类热力学及动力学性质,同时还可以模拟特定加载条件下的原子运动情况。对于镁及镁合金的微观塑性变形机制,目前研究者多关注位错与滑移、孪晶、晶界等问题。镁及镁合金最基本的滑移系为基面滑移系,同时还有潜在的柱面滑移系和锥面滑移系,研究者一般利用分子动力学模拟拉伸、压缩等情况来探究镁及镁合金中各滑移系的开动情况,其中对〈 c+a 〉位错的滑移和分解的情况研究较多。同时,由于镁及镁合金滑移系较少,相比于面心立方和体心立方结构金属,孪生对镁及镁合金塑性变形能力的贡献更不容忽视,已有研究者利用设置初始缺陷、微结构、溶质原子等方法模拟孪晶的形核与长大过程,讨论孪晶的形核条件及产生的孪晶类型。对晶界的研究可与细晶强化、织构等多晶体塑性变形机制相联系,但目前分子动力学方法能达到的尺寸规模还难以模拟出微米级的多晶,因此研究者多关注双晶、纳米多晶的晶界迁移行为以及晶界与其他微结构的交互作用等问题。同时,分子动力学计算模拟的可靠性主要依赖于势函数的精确性,早期由于势函数的不足,分子动力学方法仅在纯镁中应用较多。近年来随着势函数的研究增多,特别是次近邻修正嵌入原子势的发展,可用于描述二元系镁合金原子间作用的势函数开始丰富,对于镁合金的分子动力学研究也逐渐增多。本文对分子动力学理论和方法进行了简介,重点综述了分子动力学方法对镁及其合金的微观塑性变形机理的研究。从分子动力学方法在镁及其合金的势函数、位错滑移、孪晶、晶界、固溶及第二相等方面的应用进行概述,并对分子动力学模拟方法运用于镁及其合金进行了展望。

摘要：目的对混合现实教学中的空中手势交互体验进行深入研究,设计创新的教学体验模式,通过空中手势交互体验设计来提升教学体验。方法采用文献研究、田野观察、深度访谈及实验研究法,以理论研究为基础,结合教学体验需求,围绕场景、用户、产品构建设计方法,定义满足教学需求的空中手势类型,最终结合有效技术手段,搭建混合现实教学场景、设计个性化教学体验环节、完成空中手势交互界面设计。结果构建了针对混合现实教学的空中手势交互体验设计方法,定义了满足教学需求的八类空中手势类型,提出用户自定义空中手势的手势交互方式,设计了“教学指引”“徒手绘画”等具有教学指导意义的交互体验环节,适用于远程和线下的混合现实STEM教学场景,也形成了丰富的混合现实STEM课程教学资源。结论通过用户实验论证了八类默认空中手势类型和用户自定义手势的整体可用性,为混合现实教学领域的交互体验设计研究开辟了新路径。