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各向异性复合材料强度失效判据综述
1
作者 贾斐 杨成鹏 宋远翔 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1006-1024,共19页
失效判据在复合材料的渐进损伤模拟和极限强度预测中具有极其重要的意义.针对各向异性复合材料的损伤-破坏问题,根据理论架构与发展脉络,对现有失效判据进行了分类汇总和全面综述,重点总结了破坏模式无关判据和破坏模式相关判据,分析了... 失效判据在复合材料的渐进损伤模拟和极限强度预测中具有极其重要的意义.针对各向异性复合材料的损伤-破坏问题,根据理论架构与发展脉络,对现有失效判据进行了分类汇总和全面综述,重点总结了破坏模式无关判据和破坏模式相关判据,分析了基于破坏面假设的相关理论成果,阐述了基于应力不变量进行判据构建的基本理论、方法和模型,并论述了基于应变能和基于损伤参量的两类失效判据.研究表明,各向异性复合材料强度理论发展的基础和主线仍然是二次应力判据,高阶唯象失效判据的合理性和适用性尚需验证;能量判据和损伤判据对于非线性-准脆性复合材料显示出了合理性和适用性,但表达式较为复杂.在深入分析研究的基础上,对复合材料强度理论的发展趋势进行了展望,提出了“损伤-断裂协同理论”这一重点与难点方向,以期对复合材料及其结构的设计、评估与应用提供更有价值的参考. 展开更多
关键词 复合材料 强度理论 损伤演化 失效判据 断裂模式
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平纹编织C/SiC复合材料的失效判据 被引量：17
2
作者 管国阳 矫桂琼 +1 位作者 张增光 潘文革 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1100-1104,共5页
通过Arcan夹具拉伸实验,研究了平纹编织C/SiC复合材料的唯象强度特性,根据实验结果提出了一种椭圆形失效判据,可以反映拉压强度的差异,以及压缩和剪切同时作用时裂纹面闭合引起最大容许剪应力的回升。结果表明:椭圆形判据和实验结果在... 通过Arcan夹具拉伸实验,研究了平纹编织C/SiC复合材料的唯象强度特性,根据实验结果提出了一种椭圆形失效判据,可以反映拉压强度的差异,以及压缩和剪切同时作用时裂纹面闭合引起最大容许剪应力的回升。结果表明:椭圆形判据和实验结果在第一象限吻合良好,说明椭圆判据在第一象限内对平纹编织C/SiC是适用的。用线弹性有限元方法分析了Arcan拉伸实验中试样的应力状态和分布,并讨论了夹具刚度的影响。分析表明:试样缺口区域剪切应力分布均匀,大小接近平均剪应力;正应力在边缘有应力集中,中央应力约为平均正应力的77%。由于纤维增强陶瓷基复合材料存在微弱缺口敏感性,Arcan圆盘测出的强度略低于均匀拉伸结果。采用系数对测出的强度进行了修正。 展开更多
关键词 平纹编织 陶瓷基复合材料 失效判据 Arcan夹具
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静载荷作用下金属橡胶失效判据及耐久性试验 被引量：7
3
作者 马艳红 张启成 +3 位作者 张大义 朱海雄 陆宏伟 洪杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期227-235,共9页
金属橡胶(MR)材料由于其出色的阻尼性能广泛应用在各种减振、隔振、抗冲击结构系统中,掌握其失效判据和准确预测其耐久性是关系到整个系统能否安全可靠工作的重要问题。针对MR构件在静载荷持续作用下的失效判据和耐久性展开了试验研究... 金属橡胶(MR)材料由于其出色的阻尼性能广泛应用在各种减振、隔振、抗冲击结构系统中,掌握其失效判据和准确预测其耐久性是关系到整个系统能否安全可靠工作的重要问题。针对MR构件在静载荷持续作用下的失效判据和耐久性展开了试验研究。结果表明:从结构尺寸变化量和力学性能蜕变量2个方面定义MR的失效判定参数合理可行,通过确定阈值可判定MR是否失效并给定耐久寿命。随保载时间的增加,MR的失效评定参数(结构尺寸变化量和力学性能蜕变量)呈现明显的阶段性变化,能分别反映MR材料内部微观结构及受力状态随持续静载荷的变化。在本试验中,无论保载载荷大小,MR结构在总试验时间未表现出结构尺寸失效。而MR保载载荷的增大会显著削弱其力学性能耐久寿命,导致割线模量蜕变量过大,MR构件表现出力学性能的明显失效。 展开更多
关键词 金属橡胶(MR) 静载荷 功能失效 失效判据 耐久性
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沥青混合料疲劳失效判据探讨及验证 被引量：10
4
作者 苑苗苗 张肖宁 +1 位作者 陈伟强 张顺先 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期96-101,共6页
鉴于目前对于沥青混合料的疲劳失效判据国内外未达成共识.在耗散能方法的基础上,采用耗散能相对变化率表征沥青混合料疲劳试验过程中的损伤演化程度,结合四点弯曲疲劳试验,提出采用基于可变步长的耗散能相对变化率的突变点作为疲劳失效... 鉴于目前对于沥青混合料的疲劳失效判据国内外未达成共识.在耗散能方法的基础上,采用耗散能相对变化率表征沥青混合料疲劳试验过程中的损伤演化程度,结合四点弯曲疲劳试验,提出采用基于可变步长的耗散能相对变化率的突变点作为疲劳失效判据,并给出了理论解释.最后在此失效判据下,验证了文中方法的可行性,并证明了所提出的疲劳性能预测模型独立于荷载控制模式. 展开更多
关键词 沥青混合料 疲劳失效判据 耗散能 相对变化率 四点弯曲疲劳试验
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X52管线钢的本构关系及失效判据研究 被引量：11
5
作者 马廷霞 苟文婷 +2 位作者 唐愚 常学平 唐亮 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期162-168,共7页
X52管线钢广泛应用于石油天然气长输管道工程,具有良好的力学特性:强度高、塑性好。其本构关系的研究确定、矩阵表达及失效判据的建立是研究的主要内容。通过对比该材料的静力拉伸实验结果和Ramberg–Osgood本构模型,发现εεP0.2时,Ram... X52管线钢广泛应用于石油天然气长输管道工程,具有良好的力学特性:强度高、塑性好。其本构关系的研究确定、矩阵表达及失效判据的建立是研究的主要内容。通过对比该材料的静力拉伸实验结果和Ramberg–Osgood本构模型,发现εεP0.2时,Ramberg–Osgood本构方程能够比较准确地反映X52管线钢的拉伸应力–应变关系,但当ε>εP0.2时,基于Ramberg–Osgood模型所得理论本构曲线与实验结果有较大的误差。基于此,对Ramberg–Osgood本构模型做出了修正,提出了X52管线钢在单向拉伸状态下的全局二段式应力应变关系式,并建立了X52管线钢本构关系的矩阵表达式。根据X52管线钢塑性极好的特点,分别研究了塑性材料基于应力的失效判据和基于应变的失效判据,给出了X52管线钢的应变控制失效准则。 展开更多
关键词 X52管线钢 本构关系 矩阵方程 Ramberg–Osgood本构模型 失效判据
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基于二元疲劳失效判据的非线性疲劳损伤累积模型及其强度退化研究 被引量：10
6
作者 朱顺鹏 黄洪钟 谢里阳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第22期2753-2757,2761,共6页
二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的,由此观点出发定义了非线性损伤,并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型,推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明,用该... 二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的,由此观点出发定义了非线性损伤,并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型,推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明,用该模型预测疲劳寿命,其结果是令人满意的。从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发,建立了基于二元疲劳失效判据的非线性强度退化模型,将模型应用于两级及多级载荷下的剩余寿命估算,结果表明,所提出的剩余强度退化模型是合理可行的。 展开更多
关键词 强度退化 非线性疲劳损伤累积 二元疲劳失效判据 寿命预测
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复合材料失效判据有效性验证方法研究 被引量：1
7
作者 邓凡臣 柴亚南 +2 位作者 刘国强 陈宏 张国凡 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期105-113,I0007,共10页
为系统地验证复合材料失效判据计算精度和有效性范围,给出了4种材料体系、6种铺层形式的层合板在单轴、双轴载荷下的失效试验数据,用以评估复合材料失效判据在单向层合板失效包线、多向层合板初始失效包线、多向层合板最终失效包线、层... 为系统地验证复合材料失效判据计算精度和有效性范围,给出了4种材料体系、6种铺层形式的层合板在单轴、双轴载荷下的失效试验数据,用以评估复合材料失效判据在单向层合板失效包线、多向层合板初始失效包线、多向层合板最终失效包线、层合板变形及层合板的破坏特性等五个方面的预测能力。并根据验证方法和有效性评估策略对失效判据计算精度进行量化考核,给出了失效判据在五个层面上的计算精度。 展开更多
关键词 复合材料 失效判据 计算精度 适用范围 效判验证方法 评估策略
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玻璃布增强环氧复合材料拉伸疲劳失效判据 被引量：4
8
作者 陈新文 马丽婷 +2 位作者 李晓骏 王海鹏 沈超 《失效分析与预防》 2010年第4期216-220,共5页
以试样断裂为失效判据,测试得到了±45°玻璃布增强环氧复合材料(EW 250F/3238A)的拉伸疲劳S-N曲线。发现了该类复合材料具有明显的拉伸疲劳大变形、刚度衰减特征。对于该类复合材料,单纯以试样断裂作为失效判据确定其疲劳寿命... 以试样断裂为失效判据,测试得到了±45°玻璃布增强环氧复合材料(EW 250F/3238A)的拉伸疲劳S-N曲线。发现了该类复合材料具有明显的拉伸疲劳大变形、刚度衰减特征。对于该类复合材料,单纯以试样断裂作为失效判据确定其疲劳寿命是不合理的,必须考虑材料的刚度变化,根据工程经验制定刚度失效判据,合理地确定其疲劳寿命。提出以位移峰/谷值增长率或动刚度保持率来表征该类复合材料的刚度失效判据,并验证了其可操作性。 展开更多
关键词 ±45°铺层 复合材料 拉伸疲劳 刚度失效判据
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X60管线钢的本构关系及失效判据 被引量：10
9
作者 马廷霞 杨永和 +2 位作者 许震 李安军 唐愚 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期67-75,共9页
X60管线钢是石油、天然气输送用的主要钢种,在外界载荷作用下,易发生局部变形或应力集中,而导致屈曲甚至拉裂失效。对其进行力学研究,评价其力学安全性已成为管道风险管理的重要内容之一。其中,本构关系方程是力学研究的基础内容,失效... X60管线钢是石油、天然气输送用的主要钢种,在外界载荷作用下,易发生局部变形或应力集中,而导致屈曲甚至拉裂失效。对其进行力学研究,评价其力学安全性已成为管道风险管理的重要内容之一。其中,本构关系方程是力学研究的基础内容,失效判据则决定了管道生命的周期。通过对比X60管线钢的静力拉伸实验应力应变关系和Ramberg-Osgood本构关系,发现ε≤εP0.2时,Ramberg-Osgood本构方程能够比较准确地反映X60管线钢的拉伸应力应变关系;但当ε>εP0.2时,基于Ramberg-Osgood模型所得理论本构曲线与实验结果有较大的误差。基于此,笔者根据X60管线钢静力拉伸弹性阶段和塑性阶段的不同力学特征,采用插值法对Ramberg-Osgood本构模型做出了修正,提出了X60管线钢在单向拉伸状态下的全局二段式应力应变关系式,该关系式更加准确地表达了X60管线钢的拉伸应力应变关系。考虑到焊缝及热影响区对管道强度和刚度的影响,结合塑性材料基于应力的失效判据和基于应变的失效判据,笔者提出了焊缝影响因子及X60管线钢的应变控制失效准则,建立了基于第四强度理论的管道失效时的临界应力计算方程。 展开更多
关键词 X60管线钢 本构关系 临界应力 焊缝 失效判据
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液压支架结构件的状态检测与失效判据 被引量：3
10
作者 赖明荣 刘混举 《煤矿机械》 北大核心 2013年第7期290-292,共3页
针对服役多年的液压支架结构件已产生不同程度的损伤,对其状态进行检测。运用断裂力学理论及液压支架相关标准并结合检测情况给出了液压支架结构件的失效判据。同时介绍了一种基于劣化指数的寿命预测方法。
关键词 液压支架 结构件 状态检测 失效判据 安全性评估
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矩形钢管混凝土受弯构件材料本构关系与失效判据研究 被引量：7
11
作者 杨绿峰 解威威 +1 位作者 戎艳 蒋莉芳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期60-70,共11页
为了正确评估矩形钢管混凝土(CFST)受弯构件的承载力,提出钢管和核心混凝土材料本构关系的修正模型,建立CFST受弯构件的承载力失效判据。首先,考虑受拉区钢管双轴受拉有利应力状态及受压区钢管双轴拉压不利应力状态,并基于矩形CFST轴压... 为了正确评估矩形钢管混凝土(CFST)受弯构件的承载力,提出钢管和核心混凝土材料本构关系的修正模型,建立CFST受弯构件的承载力失效判据。首先,考虑受拉区钢管双轴受拉有利应力状态及受压区钢管双轴拉压不利应力状态,并基于矩形CFST轴压短柱试验数据库,通过回归分析建立约束混凝土峰值应力表达式,在此基础上建立矩形钢管混凝土材料本构关系的修正模型。其次,基于构件承载能力极限状态,并合理考虑受拉区钢管的应变强化段,提出矩形CFST受弯构件的承载力失效判据。最后依据纤维模型法和试验数据库对比分析CFST受弯构件的不同材料本构关系和失效判据的精度及适用性。结果表明,所建立的CFST构件材料本构关系和承载力失效判据能够更加准确地反映矩形CFST构件的抗弯能力,具有更高的计算精度和广泛的适用性。 展开更多
关键词 矩形钢管混凝土 抗弯性能 本构关系 失效判据 纤维模型
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X80管线钢的应力-应变特性及失效判据 被引量：7
12
作者 张庆荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第20期118-120,123,共4页
通过对X80管线钢进行不同方向的静力拉伸试验,研究了其应力-应变特性。结果表明:X80管线钢具有连续屈服性,没有明显的屈服平台,有较低的屈强比和较大的均匀塑性伸长率。根据X80管线钢的力学性能特点,研究了X80管线钢基于应力的失效判据... 通过对X80管线钢进行不同方向的静力拉伸试验,研究了其应力-应变特性。结果表明:X80管线钢具有连续屈服性,没有明显的屈服平台,有较低的屈强比和较大的均匀塑性伸长率。根据X80管线钢的力学性能特点,研究了X80管线钢基于应力的失效判据和基于应变的失效判据。基于Mises屈服准则和Lame(拉美)公式建立了X80管线钢失效的临界应力计算方程,并给出了X80管线钢的应变失效准则。 展开更多
关键词 X80管线钢 应力-应变曲线 失效判据
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汽车车轮失效判据的研究 被引量：1
13
作者 邱新桥 熊燕 《汽车研究与开发》 1998年第2期27-29,53,共4页
在汽车车轮弯曲疲劳试验中，失效判据的确定对疲劳失效的自动识别具有重要的意义，本文针对东风汽车公司车轮厂试验中心的Ⅲ３１１－１型汽车车轮弯曲疲劳试验机，以试验数据为基础，提出了以试验的转速变化率为依据的汽车车轮疲劳失效... 在汽车车轮弯曲疲劳试验中，失效判据的确定对疲劳失效的自动识别具有重要的意义，本文针对东风汽车公司车轮厂试验中心的Ⅲ３１１－１型汽车车轮弯曲疲劳试验机，以试验数据为基础，提出了以试验的转速变化率为依据的汽车车轮疲劳失效判据，为自动识别车轮弯曲疲劳失效奠定了基础。 展开更多
关键词 车轮 疲劳试验 失效判据 汽车
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油管失效判据的理论研究 被引量：4
14
作者 何迪 周思柱 黄天成 《湖北工学院学报》 2004年第3期128-129,共2页
简要介绍了油管失效的一些形式,结合实际情况对油管受力进行了分析,并对油管判废进行了分析计算,为油管初步判断提出了一定的标准.
关键词 油管 失效判据 磨损 腐蚀 摩擦力 液柱作用力
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基于神经网络的飞机襟翼机构磨损失效判据确定方法 被引量：1
15
作者 张割 吕德峰 《飞机设计》 2011年第5期36-39,63,共5页
飞机襟翼使用过程中存在失效判据不易确定的问题,目前襟翼机构滑轨滑轮磨损间隙许用量主要是通过试验及使用统计数据分析确定。针对新研机构缺乏试验及使用数据的问题,通过对影响磨损间隙最大许用量的因素分析,提出应用神经网络学习确... 飞机襟翼使用过程中存在失效判据不易确定的问题,目前襟翼机构滑轨滑轮磨损间隙许用量主要是通过试验及使用统计数据分析确定。针对新研机构缺乏试验及使用数据的问题,通过对影响磨损间隙最大许用量的因素分析,提出应用神经网络学习确定襟翼滑轨滑轮间隙最大许用量的预测方法。算例验证表明,运用神经网络方法预测得到的滑轨滑轮架的间隙最大许用量误差小于10%,说明方法有效。该方法对当前新研机构的失效判据确定具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 飞机 襟翼 机构 神经网络 失效判据
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滑动接触失效判据的适用性研究
16
作者 沈萌红 崔云峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期45-48,共4页
界面温度是影响滑动摩擦副失效的重要因素。该文在考虑热源强度的非均匀性和表面膜影响的基础上对微凸体滑动接触时的界面瞬时温度进行了研究 ,并通过量纲分析给出了计算混合润滑状态下微凸体滑动接触界面瞬时温度的近似公式。针对滑动... 界面温度是影响滑动摩擦副失效的重要因素。该文在考虑热源强度的非均匀性和表面膜影响的基础上对微凸体滑动接触时的界面瞬时温度进行了研究 ,并通过量纲分析给出了计算混合润滑状态下微凸体滑动接触界面瞬时温度的近似公式。针对滑动接触失效时普遍存在的塑性变形特征 ,以该公式为基础并综合考虑表面膜丧失对微凸体塑性变形的影响 ,对摩擦副失效的温度判据—— Blok闪温理论、临界速度和临界 PV值等判据的适用性问题进行了分析。指出对于不同的微凸体几何特征、压力、速度组合 ,发生失效时的界面温度可低于或高于 Blok闪温 ,并据此给出了 Blok闪温理论的适用范围。 展开更多
关键词 失效判据 塑性变形 温度 适用性
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汽车车轮失效判据的研究
17
作者 邱新桥 熊燕 《汽车科技》 1998年第1期53-54,62,共3页
针对汽车车轮离心式弯曲疲劳试验机,以试验数据为基础,提出了以试验转速变化率为依据的新的车轮疲劳失效判据.
关键词 疲劳试验 汽车 车轮 失效判据
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运载火箭大直径螺栓承受拉弯耦合载荷失效判据研究 被引量：2
18
作者 乐晨 徐卫秀 +2 位作者 杨帆 曾杜娟 侯杰 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2021年第1期18-23,共6页
随着中国运载火箭箭体直径和载荷不断增大,在关键承力点,逐渐使用大直径螺栓,由强度高塑性好的材料制造。因为力学环境复杂,受拉螺栓会承受较大附加弯矩,导致提前破坏。为了准确评估螺栓塑性下附加弯矩折合轴拉力,从梁理论出发,推导了... 随着中国运载火箭箭体直径和载荷不断增大,在关键承力点,逐渐使用大直径螺栓,由强度高塑性好的材料制造。因为力学环境复杂,受拉螺栓会承受较大附加弯矩,导致提前破坏。为了准确评估螺栓塑性下附加弯矩折合轴拉力,从梁理论出发,推导了附加弯矩折合轴拉力的塑性折减系数,并进行仿真验证。然后从使用场景出发,设计了一套能够复现螺栓承受拉弯耦合载荷的试验工装,开展了大直径规格螺栓破坏试验。获取试验结果后,通过计算复现试验,提取螺栓破坏时承受的拉力和附加弯矩,使用获得的折减系数计算总轴拉力,其数值与出厂破坏均值相差约1%,验证了此方法正确性。 展开更多
关键词 大直径螺栓 拉弯耦合 失效判据
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基于等效体积法的含缺陷海底管道完整性失效判据研究 被引量：2
19
作者 方卓钰 董绍华 +5 位作者 古青 段宇航 彭东华 谢书懿 孙伟栋 刘保余 《油气田地面工程》 2022年第4期78-85,共8页
海底管道的缺陷是威胁海底管道安全运行的重要因素。为了改善现有失效准则的局限性,更准确地研究管道损伤对X60海管的影响,建立有限元模型,并利用真实爆破压力对模型进行验证,分析70组含不同缺陷管道失效时云图中各应力区域的等效体积,... 海底管道的缺陷是威胁海底管道安全运行的重要因素。为了改善现有失效准则的局限性,更准确地研究管道损伤对X60海管的影响,建立有限元模型,并利用真实爆破压力对模型进行验证,分析70组含不同缺陷管道失效时云图中各应力区域的等效体积,总结出缺陷参数对管道失效模式的影响规律;并引入抗拉强度和垮塌载荷,得到一种基于等效体积法的含缺陷海底管道完整性失效判据,在该判据的基础上拟合出失效压力计算模型。研究表明:采用塑性垮塌失效模型是最适用于该管道的现有失效判定方法;缺陷的长度、深度对管道的失效模式影响较大;对比现有准则,基于等效体积法的失效判据可以定量描述含缺陷管道的失效条件;失效压力模型可用于X60管道失效压力的预测,进而验证了失效判据的适用性。 展开更多
关键词 海底管道 有限元 塑性垮塌 等效体积 失效判据 失效压力
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