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扇级凸肩叶片流固耦合振动响应分析
1
作者 韩刚 郭美荣 +1 位作者 刘瑞 乔羽 《齐齐哈尔大学学报（自然科学版）》 2023年第6期15-20,共6页
在ANSYS Workbench中,联合Transient Structural和CFX模块对航空发动机扇级叶片进行双向流固耦合振动行为研究。分析叶片转速和凸肩结构对叶片模态频率、模态振型以及气弹稳定性的影响。结果表明,转速增加对叶片的预应力模态频率提高显... 在ANSYS Workbench中,联合Transient Structural和CFX模块对航空发动机扇级叶片进行双向流固耦合振动行为研究。分析叶片转速和凸肩结构对叶片模态频率、模态振型以及气弹稳定性的影响。结果表明,转速增加对叶片的预应力模态频率提高显著,但对模态振型的改变微乎其微。施加凸肩结构不仅能提高模态频率,而且对模态振型改变较大,明显地减小了振动位移。在叶片上,合理的凸肩安装位置不仅能提高叶片气弹稳定性和运行的平稳性,而且能降低高周疲劳破坏的几率。 展开更多
关键词 凸肩叶片 气弹稳定性 非线性振动 双向流固耦合 ANSYS Workbench
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组合凸肩叶片的固有特性分析 被引量：5
2
作者 李健 郭星辉 魏伟明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期151-155,共5页
提供一种计算组合凸肩叶片固有特性的方法。用薄板-弹簧系统模拟组合凸肩叶片,建立互相耦合的一组单叶片振动微分方程,并将其转换到模态坐标上,其中,未知的弹簧刚度(凸肩作用刚度)可由试验获得。求解方程组的特征值问题即可获得组合叶... 提供一种计算组合凸肩叶片固有特性的方法。用薄板-弹簧系统模拟组合凸肩叶片,建立互相耦合的一组单叶片振动微分方程,并将其转换到模态坐标上,其中,未知的弹簧刚度(凸肩作用刚度)可由试验获得。求解方程组的特征值问题即可获得组合叶片系统的固有频率和振型。计算结果表明,使用的方法能较好的处理组合凸肩叶片的固有特性问题。 展开更多
关键词 凸肩叶片 固有频率 振型 凸肩刚度 悬臂板
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凸肩摩擦减振效果影响因素研究 被引量：2
3
作者 张海洋 蔚夺魁 王相平 《航空发动机》 2013年第5期22-25,78,共5页
为了研究凸肩摩擦减振效果的影响因素,以带凸肩平板叶片为对象,利用数值模拟方法计算了平板叶片的振动响应,进行了初始紧度及凸肩接触面与振动方向夹角对凸肩摩擦减振的影响研究。分析了不同夹角和初始紧度时的1弯振动响应,得到凸肩接... 为了研究凸肩摩擦减振效果的影响因素,以带凸肩平板叶片为对象,利用数值模拟方法计算了平板叶片的振动响应,进行了初始紧度及凸肩接触面与振动方向夹角对凸肩摩擦减振的影响研究。分析了不同夹角和初始紧度时的1弯振动响应,得到凸肩接触面与振动方向夹角和初始紧度对减振效果的影响规律。结果表明:存在1个最优初始紧度,使减振效果达到最好;接触面与振动方向夹角越小振动越小,但需要综合考虑磨损和紧度变化情况。 展开更多
关键词 凸肩叶片 振动 初始紧度 凸肩接触面与振动方向夹角
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带凸肩叶片非旋转状态减振特性试验 被引量：12
4
作者 洪杰 史亚杰 +1 位作者 刘书国 朱梓根 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1174-1179,共6页
设计了一套能够准确施加凸肩接触面正压力的非旋转状态带凸肩叶片减振特性试验系统,并对该系统的设计要求、正压力的加载方案以及试验误差进行了说明.利用该试验系统对不同激振力、不同初始正压力、不同凸肩接触角度和不同凸肩位置下叶... 设计了一套能够准确施加凸肩接触面正压力的非旋转状态带凸肩叶片减振特性试验系统,并对该系统的设计要求、正压力的加载方案以及试验误差进行了说明.利用该试验系统对不同激振力、不同初始正压力、不同凸肩接触角度和不同凸肩位置下叶片的一阶弯曲振动特性进行了测试,分析了凸肩接触面正压力、凸肩接触角度及凸肩位置等重要参数对凸肩结构减振效果的影响规律.试验结果显示,对一定的激振力存在一个最优的接触面初始正压力使得凸肩减振效果最好;凸肩接触角度和位置使凸肩接触面相对运动越大,凸肩的减振效果越好. 展开更多
关键词 干摩擦 振动 阻尼 叶片 凸肩 试验
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凸肩结构对叶片的干摩擦减振研究——理论方法 被引量：20
5
作者 单颖春 朱梓根 刘献栋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期168-173,共6页
提出了一套求解带凸肩结构叶片非线性响应的时频转换方法。该方法应用数值轨迹跟踪法计算凸肩复杂接触面内的非线性摩擦力,并将其与频域内的谐波平衡法、动柔度法相结合求解带凸肩结构叶片的非线性响应,方法能够考虑叶片高阶振型以及响... 提出了一套求解带凸肩结构叶片非线性响应的时频转换方法。该方法应用数值轨迹跟踪法计算凸肩复杂接触面内的非线性摩擦力,并将其与频域内的谐波平衡法、动柔度法相结合求解带凸肩结构叶片的非线性响应,方法能够考虑叶片高阶振型以及响应高次谐波的影响,为带凸肩叶片的设计及故障诊断奠定了理论基础。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 干摩擦 凸肩 非线性振动 叶片
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凸肩叶片的非线性振动特性与运动分岔 被引量：6
6
作者 王延庆 郭星辉 +2 位作者 梁宏琨 李健 金乘武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期755-764,共10页
以凸肩叶片作为研究模型,建立了考虑凸肩摩擦力,几何大变形与阻尼的非线性振动方程.采用Galerkin法对振动方程离散化,应用平均法对离散后模态方程组的非线性响应进行解析分析,得到了非线性幅频特性曲线,与数值解比较验证了解析解,并讨... 以凸肩叶片作为研究模型,建立了考虑凸肩摩擦力,几何大变形与阻尼的非线性振动方程.采用Galerkin法对振动方程离散化,应用平均法对离散后模态方程组的非线性响应进行解析分析,得到了非线性幅频特性曲线,与数值解比较验证了解析解,并讨论了系统周期解的稳定性.用非线性振动理论详细研究了平均方程组的运动分岔现象,揭示了平均方程组周期解的变化过程及其具有的非线性动力学性质.解析结果表明,凸肩之间的摩擦对系统第二阶非线性振动特性影响很大.由于凸肩之间摩擦力方向的不断改变,系统第二阶非线性幅频特性曲线不连续,出现两个共振频域.随着时间的推移,系统振动的幅值会以T/4为周期在两个频域的幅频曲线上来回跳动,这会使叶片的振动响应大幅降低. 展开更多
关键词 凸肩叶片 非线性 摩擦 全局分岔 平均法
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凸肩结构对叶片的干摩擦减振研究——规律分析 被引量：10
7
作者 单颖春 朱梓根 刘献栋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期174-180,共7页
针对带凸肩的平板叶片,对凸肩阻尼结构的减振规律进行了系统的研究。获得了凸肩接触面初始正压力、接触角度、接触刚度、摩擦系数等多种参数对叶片非线性响应的影响规律。此外,研究了某航空发动机带凸肩风扇叶片的振动响应,分析了凸肩... 针对带凸肩的平板叶片,对凸肩阻尼结构的减振规律进行了系统的研究。获得了凸肩接触面初始正压力、接触角度、接触刚度、摩擦系数等多种参数对叶片非线性响应的影响规律。此外,研究了某航空发动机带凸肩风扇叶片的振动响应,分析了凸肩结构对其一阶弯曲振型及某高阶振型的减振效果,确定了该叶片发生疲劳断裂的原因。本文工作对带凸肩结构叶片的设计、排故具有指导意义。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 干摩擦 凸肩 非线性振动 叶片
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等强度低损失阻尼凸肩的设计与应用 被引量：4
8
作者 黄致建 郝艳华 +1 位作者 张峻峰 赵普扬 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1002-1006,共5页
针对航空发动机叶片阻尼凸肩的工作特点,建立一种具有等强度、流线型凸肩型面的凸肩结构设计方法,并将该方法成功的应用于某高转速风扇叶片阻尼凸肩的结构设计中.应用结果表明,其设计方法工程实用性强,设计的凸肩结构具有重量轻、凸肩... 针对航空发动机叶片阻尼凸肩的工作特点,建立一种具有等强度、流线型凸肩型面的凸肩结构设计方法,并将该方法成功的应用于某高转速风扇叶片阻尼凸肩的结构设计中.应用结果表明,其设计方法工程实用性强,设计的凸肩结构具有重量轻、凸肩流道光滑、气流损失小、可靠性高等特点. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 叶片 阻尼凸肩 结构设计 等强度 低损失
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长叶片相邻围带或凸肩接触转速计算方法 被引量：3
9
作者 陈德祥 徐自力 +2 位作者 曹守洪 范小平 吴其林 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期661-665,共5页
提出用围带或凸肩接触面上的法向作用力来表征叶片相邻围带或凸肩的接触关系,并通过迭代计算接触法向力从0转变为正的临界转速值(即接触转速).迭代计算中,接触面上的法向作用力由三维接触有限元分析获得,并取上一次有限元分析结果作为... 提出用围带或凸肩接触面上的法向作用力来表征叶片相邻围带或凸肩的接触关系,并通过迭代计算接触法向力从0转变为正的临界转速值(即接触转速).迭代计算中,接触面上的法向作用力由三维接触有限元分析获得,并取上一次有限元分析结果作为本次有限元分析的初始值来提高收敛速度.应用该方法对工作转速为3 000r/min的某200MW汽轮机组末级叶片相邻围带、凸肩的接触转速进行了计算.结果表明:迭代7次后接触转速的计算误差小于11.7r/min;该叶片围带、凸肩接触法向力随转速的加快而增大,且在工作转速下达到最大值. 展开更多
关键词 汽轮机 有限元方法 成圈叶片 接触转速 围带 凸肩 计算方法
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凸肩叶片的振动响应 被引量：8
10
作者 郭星辉 魏伟明 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期344-347,共4页
使用弹性薄板理论建立带凸肩三叶片相互耦合的振动微分方程,经模态正交获得相互耦合的叶片振动响应方程,并使用Runge-Kutta法进行数值分析.凸肩叶片的振动响应主要取决于整体的固有频率、激振频率、激振力大小等因素,凸肩使各叶片相互作... 使用弹性薄板理论建立带凸肩三叶片相互耦合的振动微分方程,经模态正交获得相互耦合的叶片振动响应方程,并使用Runge-Kutta法进行数值分析.凸肩叶片的振动响应主要取决于整体的固有频率、激振频率、激振力大小等因素,凸肩使各叶片相互作用,叶片整体的刚度增大.结果表明,叶片的固有频率由于受凸肩的作用而增大,叶片的振动响应呈拍状,包含相邻叶片的影响,凸肩可降低叶片的振动响应.受凸肩的影响,叶片整体的固有频率随着相互作用的叶片数增多而增大,凸肩叶片整体共振时的响应降低,叶片使用的安全性提高. 展开更多
关键词 叶片 悬臂板 凸肩叶片 振动响应 共振
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凸肩叶片接触状态的非线性动力学研究 被引量：3
11
作者 王亲猛 马晓秋 +1 位作者 张锦 隋俊友 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期37-40,共4页
针对航空发动机凸肩叶片系统的运动特点 ,将其简化为单自由度系统进行了分析 ,推导出该系统的李雅谱诺夫指数的计算公式。虽然接触面上的正压力作谐波变化 ,系统的李雅谱诺夫指数均不大于零 ,其稳态响应只有周期或拟周期运动 ,不会出现... 针对航空发动机凸肩叶片系统的运动特点 ,将其简化为单自由度系统进行了分析 ,推导出该系统的李雅谱诺夫指数的计算公式。虽然接触面上的正压力作谐波变化 ,系统的李雅谱诺夫指数均不大于零 ,其稳态响应只有周期或拟周期运动 ,不会出现混沌。同时数值计算也表明 ,系统的稳态响应是周期或拟周期运动 ,而且出现 (v-1 )的次谐波成分 。 展开更多
关键词 航空发动机 振动力学 数值分析 凸肩叶片
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壳板凸肩叶片的分岔特性研究 被引量：2
12
作者 李红影 谢里阳 郭星辉 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期260-267,共8页
研究壳板凸肩叶片的静态和全局动态分岔。应用Donnell’s简化壳理论建立了壳板凸肩叶片的非线性振动微分方程,并考虑了几何非线性、阻尼、凸肩接触面正压力、摩擦力等因素。运用伽辽金方法对非线性振动微分方程离散化,应用平均法对离散... 研究壳板凸肩叶片的静态和全局动态分岔。应用Donnell’s简化壳理论建立了壳板凸肩叶片的非线性振动微分方程,并考虑了几何非线性、阻尼、凸肩接触面正压力、摩擦力等因素。运用伽辽金方法对非线性振动微分方程离散化,应用平均法对离散后模态方程组进行解析分析,获得系统主共振情况下的平均方程和分岔方程。利用奇异性理论,得到了系统的转迁集和分岔图。通过研究平均方程的全局行为,得到了壳板凸肩叶片系统参数在各区域变化时系统周期解的变化过程及其具有的非线性动力学特性。研究壳板凸肩叶片的分岔特性可以为壳板凸肩叶片系统的动力学优化设计以及稳定性控制提供理论依据。 展开更多
关键词 壳板凸肩叶片 非线性 摩擦 平均法 分岔
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带鳍状凸肩结构汽轮机叶片的接触分析 被引量：2
13
作者 秦飞 李英 张洪涛 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期566-569,共4页
为了研究大型汽轮机叶片旋转过程中鳍状凸肩间的接触状态,利用拉格朗日增广算法,采用三维有限元模型,计算了考虑摩擦情况下的凸肩间接触压力的变化情况,得出了接触压力与转速之间的关系,并计算了3000r/min下整圈叶片的固有频率．计算表... 为了研究大型汽轮机叶片旋转过程中鳍状凸肩间的接触状态,利用拉格朗日增广算法,采用三维有限元模型,计算了考虑摩擦情况下的凸肩间接触压力的变化情况,得出了接触压力与转速之间的关系,并计算了3000r/min下整圈叶片的固有频率．计算表明:当叶片转速达到400r/min时,鳍状凸肩开始接触,此后随着转速的增加,鳍状凸肩间的接触压力逐渐增大,接触面积不断扩大;当转速为1825r/min时,接触压力增加程度明显趋缓;转速为3000r/min时接触压力最大(700MPa),鳍状凸肩间的实际接触面积为设计接触面积的1/4左右． 展开更多
关键词 汽轮机叶片 鳍状凸肩 接触分析 有限元方法
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端罩凸肩镦压成形工艺计算及模具研制 被引量：3
14
作者 翟德梅 段维峰 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期67-69,共3页
阐述了特种电机端罩冲压工艺方案。基于压杆稳定理论,探讨了该制件镦压凸肩的工艺条件,计算了所需的工艺力,介绍了其镦压成形模具的设计结构、工作原理。该模具已经投入实际生产使用,完全满足制件制造质量要求和企业新产品开发的需要。
关键词 端罩 压杆 失稳 凸肩
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考虑弹性支承的旋转凸肩叶片动力学特性分析 被引量：1
15
作者 马辉 崔璨 +1 位作者 曾劲 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1115-1121,共7页
利用解析方法对考虑弹性支承的凸肩叶片进行动力学建模在解析模型中考虑叶片的旋转效应、安装角、扭转角以及凸肩位置处截面变化的影响.利用 ANSYS 软件建立了相对应的有限元模型验证了所建立的解析模型的有效性.通过所建立的解析模型... 利用解析方法对考虑弹性支承的凸肩叶片进行动力学建模在解析模型中考虑叶片的旋转效应、安装角、扭转角以及凸肩位置处截面变化的影响.利用 ANSYS 软件建立了相对应的有限元模型验证了所建立的解析模型的有效性.通过所建立的解析模型和有限元模型分析了叶根处支承刚度和凸肩位置对叶片动力学特性的影响.研究结果表明:随着叶根处支承刚度的增加叶片的固有频率升高但支承刚度增加到一定程度后支承刚度的增加不再引起固有频率的升高随着凸肩位置至叶尖距离的增加叶片的第1阶和第3 阶固有频率有升高的趋势而第 2 阶固有频率则会随之降低.此外采用解析方法能够明显提高计算效率. 展开更多
关键词 凸肩叶片 弹性支承 变截面 动力学特性
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风扇叶片凸肩工作面裂纹起始原因分析 被引量：2
16
作者 张海洋 曹航 +2 位作者 李洋 王继业 邵帅 《航空发动机》 2015年第6期44-48,共5页
某型风扇叶片工作后在凸肩工作面发现裂纹,断口分析后判断为疲劳裂纹,起始于盆侧凸肩工作面下侧靠近尖部边缘。建立凸肩工作面接触模型,分析了凸肩工作面挤压应力分布和位移变形,并对其压痕和磨痕进行了检查。结果表明:裂纹起始位置存... 某型风扇叶片工作后在凸肩工作面发现裂纹,断口分析后判断为疲劳裂纹,起始于盆侧凸肩工作面下侧靠近尖部边缘。建立凸肩工作面接触模型,分析了凸肩工作面挤压应力分布和位移变形,并对其压痕和磨痕进行了检查。结果表明:裂纹起始位置存在局部挤压应力集中。由于叶片工作载荷和凸肩初始紧度导致的凸肩变形错位而形成不均匀接触;同时凸肩工作面的初始装配错位和边缘倒角较小进一步加剧了裂纹起始位置的挤压应力集中程度,较大地局部挤压应力导致凸肩工作面耐磨涂层在工作过程中出现微裂纹,进而形成初始裂纹,在振动应力作用下,最终扩展到基体。 展开更多
关键词 凸肩工作面 裂纹 挤压应力集中 装配错位 倒角 风扇叶片
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凸肩叶片抗共振的模糊可靠性评估方法 被引量：1
17
作者 张萌 陆山 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期624-629,共6页
分析了凸肩叶片固有频率的模糊性,并提出一种确定模糊隶属函数的统计分析方法;利用截集理论,建立了凸肩叶片抗共振模糊可靠性模型,并分别以均匀分布和线性分布为截集分布,给出了模型计算的数值方法。同时通过分析指出:常规可靠性模型是... 分析了凸肩叶片固有频率的模糊性,并提出一种确定模糊隶属函数的统计分析方法;利用截集理论,建立了凸肩叶片抗共振模糊可靠性模型,并分别以均匀分布和线性分布为截集分布,给出了模型计算的数值方法。同时通过分析指出:常规可靠性模型是模糊可靠性模型的特例,模糊可靠性模型是对常规可靠性模型的补充和延伸。最后应用文中模糊模型,对凸肩风扇叶片抗共振可靠度予以计算,结果表明:文中提出的模糊方法对固有频率中值估计值和各拟合参数都具有较好的稳定性;且考虑了固有频率的模糊性后,模糊方法的可靠度估计结果小于常规方法的估计结果。 展开更多
关键词 凸肩叶片 模糊可靠性 固有频率 隶属函数 截集
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矩形凸肩板拉伸和弯曲时三维应力集中 被引量：1
18
作者 杨庆平 田宗漱 《船舶力学》 EI 2004年第5期62-70,共9页
根据Hellinger-Reissner原理建立了具有一个无外力直表面的三维杂交应力元,将它和具有一个无外力圆柱面的三维杂交应力元联合,可以在相当粗的网格下有效地分析矩形凸肩厚(薄)板的三维(及二维)应力集中。
关键词 Hellinger-Reissner原理 矩形凸肩板 拉伸 弯曲 三维应力集中 杂交应力元 构件
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船舶柴油机气缸套凸肩裂纹原因分析 被引量：4
19
作者 宫子武 《船海工程》 北大核心 2007年第1期70-72,共3页
分析柴油机故障中常见的机体裂纹故障原因,认为由于设计缺陷和管理及操作不当,易造成船舶柴油机缸体上的裂纹多发生在气缸套凸肩处。如不及时处理这些裂纹和故障,就会造成缸套的裂纹直至出现缸套漏水等严重后果,针对NANTAIQUEEN轮柴油... 分析柴油机故障中常见的机体裂纹故障原因,认为由于设计缺陷和管理及操作不当,易造成船舶柴油机缸体上的裂纹多发生在气缸套凸肩处。如不及时处理这些裂纹和故障,就会造成缸套的裂纹直至出现缸套漏水等严重后果,针对NANTAIQUEEN轮柴油机对该类型故障的检修提出具体措施。 展开更多
关键词 气缸套凸肩 裂纹 磨损 机浆匹配 废气涡轮增压 热应力 过量空气系数
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某种低损失阻尼凸肩的结构设计 被引量：4
20
作者 黄致建 《航空发动机》 1995年第4期25-31,共7页
本文介绍了某种低损失阻尼凸肩的结构形式,并针对这种凸肩建立了一套相应的设计调整计算方法。通过对某发动机风扇叶片凸肩的计算结果分析、对比表明:将本文所述的低损失阻尼凸肩结构设计专用程序用于实际结构设计中,能使凸肩的结构设... 本文介绍了某种低损失阻尼凸肩的结构形式,并针对这种凸肩建立了一套相应的设计调整计算方法。通过对某发动机风扇叶片凸肩的计算结果分析、对比表明:将本文所述的低损失阻尼凸肩结构设计专用程序用于实际结构设计中,能使凸肩的结构设计具有可靠性高、结构调整简便、计算精度高、工程实用性强等特点。 展开更多
关键词 航空器 叶片 阻尼凸肩 涡扇发动机 结构设计
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