基于动力松弛法的松弛索杆体系找形分析 被引量：23

1

作者 伍晓顺 邓华 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期229-236,共8页

索杆张力结构施工成形分析需要解决一个松弛态索杆系统的平衡形态求解问题,该问题可归结为一个给定构件原长的受荷索杆机构系统的找形问题。文中利用动力松弛法进行该类松弛索杆体系的找形分析。由于不建立刚度矩阵,避免了体系几何不稳... 索杆张力结构施工成形分析需要解决一个松弛态索杆系统的平衡形态求解问题,该问题可归结为一个给定构件原长的受荷索杆机构系统的找形问题。文中利用动力松弛法进行该类松弛索杆体系的找形分析。由于不建立刚度矩阵,避免了体系几何不稳定性所引起的刚度矩阵奇异问题。该方法采用悬链线索单元模型,可以考虑索大垂度效应。文中还推导了反映索原长和内力之间关系的悬链线索单元协调方程。通过一个正交松弛索网算例分析,考察了该找形方法的计算精度和收敛性。最后还模拟了一个索穹顶的施工成形过程,表明了该找形方法用于索杆张力结构施工成形分析的有效性。 展开更多

关键词 索杆张力结构 找形 施工模拟 悬链线索单元 动力松弛法

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带弹性支撑杆张拉结构整体找形分析的动力松弛法 被引量：5

2

作者 韩大建 宋雄彬 王海涛 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期66-71,共6页

张拉结构与传统的钢、砼等刚性结构不同,是一种柔性的张力体系,其设计计算过程一般分为初始形状的确定(找形)—荷载分析—裁剪分析.传统的带弹性支撑杆的张拉结构如索网、索膜结构,在找形中往往忽略索网、索膜与弹性支撑杆的相互作用,... 张拉结构与传统的钢、砼等刚性结构不同,是一种柔性的张力体系,其设计计算过程一般分为初始形状的确定(找形)—荷载分析—裁剪分析.传统的带弹性支撑杆的张拉结构如索网、索膜结构,在找形中往往忽略索网、索膜与弹性支撑杆的相互作用,本文在M ichael R.Barnes找形理论的基础上推导了张拉结构找形分析的动力松弛法的基本公式,同时充分考虑两者的相互作用,应用动力松弛法对这种结构进行整体找形分析,并通过算例验证了所提出方法的可靠性与适用性. 展开更多

关键词 张拉结构 整体找形 动力松弛法 弹性支撑 运动阻尼

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动力松弛法在板料成形过程数值模拟中的应用 被引量：4

3

作者 倪向贵 邵鹏飞 +1 位作者 王宇 王秀喜 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期345-348,共4页

论文阐述了动力松弛法的基本原理 ,推导出它在中心差分动力显式算法中的应用列式 ,并将其用于带锥形凸缘的圆形杯拉深成形过程的数值模拟研究 ,获得了满意的结果。

关键词 动力松弛法 板料成形 数值模拟

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张拉膜结构的动力松弛法研究 被引量：12

4

作者 张华 单建 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期84-86,共3页

利用动力松弛法对预应力张拉膜进行初始平衡形状的确定以及静载分析。选择平面投影形状作为初始试形状 ,引入动力松弛法并对其参数进行分析 ,得出了薄膜结构在预应力态下的平衡形状分析方法 ,从而对薄膜结构进行静载分析。本文建立的方... 利用动力松弛法对预应力张拉膜进行初始平衡形状的确定以及静载分析。选择平面投影形状作为初始试形状 ,引入动力松弛法并对其参数进行分析 ,得出了薄膜结构在预应力态下的平衡形状分析方法 ,从而对薄膜结构进行静载分析。本文建立的方法对薄膜结构进行找形与静载分析时 ,无需形成整体刚度矩阵 ,不会造成误差累积 ,并且编程简单、迭代速度快 ,适用范围广 ,与动力分析具有统一性 ,十分适用于几何非线性程度较高的张拉柔性结构体系。通过算例分析表明本文方法简便、实用 ,精度较高 ,适用于大跨度张拉索网、索膜结构的几何非线性分析。 展开更多

关键词 张拉膜结构 几何非线性 动力松弛法 大跨度建筑物 静载分析

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控制网格变形的动力松弛法膜结构找形分析 被引量：10

5

作者 毛国栋 孙炳楠 唐志山 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期598-602,共5页

采用动力松弛法对膜结构找形分析时,为了防止节点的聚集以获得更精确的膜曲面,提出了一种新的控制网格变形的找形技术.膜单元采用平面三角形单元描述,在单元每两节点间引入了与单元边长变化速率成正比的阻尼项,通过阻尼项产生的节点力... 采用动力松弛法对膜结构找形分析时,为了防止节点的聚集以获得更精确的膜曲面,提出了一种新的控制网格变形的找形技术.膜单元采用平面三角形单元描述,在单元每两节点间引入了与单元边长变化速率成正比的阻尼项,通过阻尼项产生的节点力来控制网格在找形过程中的变形.对悬链面找形时发现,当黏性系数不大于0.7时,动力松弛法收敛,网格节点分布较无阻尼时均匀.对Scherk-like曲面找形时发现,能够控制网格变形且满足收敛性的黏性系数的上限为1.5.此方法能够有效地解决膜结构找形分析中网格的大变形问题,保证了单元密度,特别是克服了曲率较小处网格过于稀疏的缺陷. 展开更多

关键词 膜结构 找形分析 动力松弛法 网格变形

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动力松弛法在张拉结构静力分析中的应用 被引量：13

6

作者 单建 蓝天 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1994年第3期94-98,共5页

介绍一种在空间结构分析中得到有效应用的数值方法——动力松弛法，并着重讨论它在张拉结构静力分析中的应用．该法的优点是在每次迭代中均无需计算总刚度矩阵和求解刚度方程，因而总计算工作量和占用内存均比常用的有限无法少．对计算... 介绍一种在空间结构分析中得到有效应用的数值方法——动力松弛法，并着重讨论它在张拉结构静力分析中的应用．该法的优点是在每次迭代中均无需计算总刚度矩阵和求解刚度方程，因而总计算工作量和占用内存均比常用的有限无法少．对计算的稳定性和收敛速度问题作了讨论并提出了改进意见． 展开更多

关键词 动力松弛法 张拉结构 结构静力学

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索膜结构的动力松弛法分析 被引量：5

7

作者 李重阳 魏德敏 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期80-84,共5页

根据索膜结构几何非线性的特点,以动力松弛法为迭代方法,推导出在均布预张力作用下的找形公式以及静荷载作用下的受力计算公式.然后绘制出多种预张力、矢跨比时典型结构的位移-荷载曲线,通过比较发现,提高矢跨比可以明显减小结构的位移... 根据索膜结构几何非线性的特点,以动力松弛法为迭代方法,推导出在均布预张力作用下的找形公式以及静荷载作用下的受力计算公式.然后绘制出多种预张力、矢跨比时典型结构的位移-荷载曲线,通过比较发现,提高矢跨比可以明显减小结构的位移;而通过提高预张力的方法,其结构位移的量减少不大. 展开更多

关键词 索膜结构 找形分析 静力分析 动力松弛法

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动力松弛法在应变软化类结构有限元静力分析中的应用 被引量：3

8

作者 王伟 苏小卒 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期230-237,共8页

结构静力分析中常因材料应变软化使得相应定解问题失去适定性,从而导致有限元分析不收敛。为解决此问题,在已有的相关研究基础上,采用动力松弛法(DRM)求解结构非线性有限元静力分析的增量步,将其应用于损伤型本构所描述的结构软化问题... 结构静力分析中常因材料应变软化使得相应定解问题失去适定性,从而导致有限元分析不收敛。为解决此问题,在已有的相关研究基础上,采用动力松弛法(DRM)求解结构非线性有限元静力分析的增量步,将其应用于损伤型本构所描述的结构软化问题。本文方法依据两个原理,其一是苏联《数学百科全书》论述的原理——定义于时间域的任何定解问题适定可解,其二是DRM所用的原理——质量系统静力解为相应动力解的稳态部分。且DRM无需进行隐式静力分析时的总体刚度矩阵组装和求逆计算。本文用加荷载增量求解静力平衡路径硬化段,用加位移增量求解极值点和软化段。数值试验表明,本文方法能完成应变软化类结构的静力平衡路径求解。 展开更多

关键词 非线性有限元 静力分析 应变软化 动力松弛法

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基于Matlab的膜结构动力松弛法找形分析 被引量：2

9

作者 温世峰 支希哲 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第1期65-67,95,共4页

根据膜结构的性质选择动力松弛法为迭代方法,为了加快迭代速度和简化计算过程选择了在Matlab上编制相应程序,运用函数Spares对数据进行存储,实现了运用动力松弛法对膜结构的找形分析过程。结合两个实际工程实践了动力松弛法找形分析的... 根据膜结构的性质选择动力松弛法为迭代方法,为了加快迭代速度和简化计算过程选择了在Matlab上编制相应程序,运用函数Spares对数据进行存储,实现了运用动力松弛法对膜结构的找形分析过程。结合两个实际工程实践了动力松弛法找形分析的可行性,同时证明了此种找形方法的先进性和可靠性。 展开更多

关键词 膜结构 找形分析 动力松弛法

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解任意轴对称载荷作用下弹性圆板大挠度问题的修正动力松弛法

10

作者 章亮炽 《浙江大学学报（自然科学版）》 CSCD 1989年第5期714-721,共8页

本文用作者提出的修正的动力松弛方法,求解了任意轴对称载荷作用下弹性圆板的大挠度弯曲问题,并与相应的摄动解作了比较。结果表明,修正的自适应动力松弛方法用于解非线性问题具有较大的潜力。

关键词 圆板 动力松弛法 载荷 非线性

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复材非线性及渐进损伤的态型近场动力学模拟 被引量：8

11

作者 刘肃肃 余音 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期993-1000,共8页

为了实现复合材料材料非线性行为在态型近场动力学的模拟,引入单参量非线性本构模型来确定态型近场动力学中力状态与变形状态之间的非线性关系.为了实现复合材料渐进损伤行为的态型近场动力学模拟,在力状态表达式中引入一个标量函数,以... 为了实现复合材料材料非线性行为在态型近场动力学的模拟,引入单参量非线性本构模型来确定态型近场动力学中力状态与变形状态之间的非线性关系.为了实现复合材料渐进损伤行为的态型近场动力学模拟,在力状态表达式中引入一个标量函数,以实现利用强度准则判断物质点之间作用力是否失效.采用动力松弛法作为数值求解方法.结果显示,模型计算得到的单向复合材料板(AS4/PEEK)的非线性应力-应变曲线与试验数据吻合良好;对中心含孔复合材料板的渐进损伤模拟则表明,该模型模拟的破坏形式与已有研究的模拟结果及实验观察结果一致.探索和实现了复合材料非线性本构在态型近场动力学中的引入以及复合材料渐进损伤在态型近场动力学中的模拟. 展开更多

关键词 近场动力学 复合材料 非线性 渐进损伤 动力松弛法

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基于态型近场动力学的准静态数值仿真方法

12

作者 孙璐妍 余音 郑晓玲 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期518-522,共5页

近场动力学PD(Peridynamics)是一种通过空间积分方程描述力学行为的方法,对不连续问题的求解有重要的应用前景。本文构建了一种基于态型PD理论的准静态数值仿真方法,推导了节点刚度矩阵和结构刚度矩阵的表达关系,改进了Kilic在键型PD理... 近场动力学PD(Peridynamics)是一种通过空间积分方程描述力学行为的方法,对不连续问题的求解有重要的应用前景。本文构建了一种基于态型PD理论的准静态数值仿真方法,推导了节点刚度矩阵和结构刚度矩阵的表达关系,改进了Kilic在键型PD理论中运用的动力松弛法,将其引入态型PD理论,综合绝对和相对收敛准则得到了一种修正的迭代收敛准则。用该方法对薄板轴压稳定性进行了数值仿真,采用了方板晶格的离散方法,以此减小计算规模提高计算效率,成功捕获了三次屈曲现象,对比经验公式和试验结果等过往研究结论,一致性良好。 展开更多

关键词 态型近场动力学 板壳屈曲 稳定性 动力松弛法 收敛准则

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索穹顶结构施工成形理论分析和试验研究 被引量：19

13

作者 陈联盟 董石麟 袁行飞 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期33-36,113,共5页

根据索穹顶结构由拉索和压杆组成的几何拓扑关系,提出一种新的施工成形方案——由外及里逐圈按阶段分批调节压杆长度到原长的成形方案;并采用抛物线单元建立已知原长的构件变形后节点坐标与构件内力之间的关系,在此基础上提出了一种基... 根据索穹顶结构由拉索和压杆组成的几何拓扑关系,提出一种新的施工成形方案——由外及里逐圈按阶段分批调节压杆长度到原长的成形方案;并采用抛物线单元建立已知原长的构件变形后节点坐标与构件内力之间的关系,在此基础上提出了一种基于动力松弛法、控制构件原长求解各阶段平衡态时杆件内力和节点坐标的理论分析方法;最后通过设计加工一直径为5 m的索穹顶模型试验对该施工成形方案的可行性及理论分析方法的正确性进行了模拟和验证。试验结果与理论计算值基本符合,表明基于动力松弛法、控制构件原长的找形分析方法是正确有效的、由外及里逐圈分批调节压杆长度到原长的施工成形方案是可行的。 展开更多

关键词 索穹顶结构 施工方案 动力松弛法 原长 模型试验

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薄膜结构的几何非线性分析 被引量：10

14

作者 张华 周星德 单建 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期106-109,共4页

使用动力松弛法对薄膜结构进行静载分析 ,并提出一种方法处理皱折单元以确保荷载分析的可靠性。薄膜结构如果在某膜单元的单向应力方向发生皱折 ,其单元本身仍然能够继续承受荷载 ,因此提出索松弛单元和膜皱折单元处理薄膜的索松弛和膜... 使用动力松弛法对薄膜结构进行静载分析 ,并提出一种方法处理皱折单元以确保荷载分析的可靠性。薄膜结构如果在某膜单元的单向应力方向发生皱折 ,其单元本身仍然能够继续承受荷载 ,因此提出索松弛单元和膜皱折单元处理薄膜的索松弛和膜皱折问题。就索网结构和薄膜结构分类给出算例进行静载分析 ,算例表明本文的方法可以有效处理索松弛单元和膜皱折单元 ,确保荷载分析的准确性。 展开更多

关键词 薄膜结构 几何非线性分析 皱折处理 动力松弛法 结构力学

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利用张力薄膜平衡特性构造自由曲面空间结构 被引量：6

15

作者 李娜 陆金钰 罗尧治 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1075-1081,共7页

自由曲面空间结构不仅要满足特定的几何形态要求,而且需要具备受力均衡的力学性能.结合几何特性分析与力学性能优化,提出了基于自然界中张力薄膜平衡特性的自由曲面空间结构造型技术.将初始的准均匀B样条曲面比拟为张力薄膜,运用拉普拉... 自由曲面空间结构不仅要满足特定的几何形态要求,而且需要具备受力均衡的力学性能.结合几何特性分析与力学性能优化,提出了基于自然界中张力薄膜平衡特性的自由曲面空间结构造型技术.将初始的准均匀B样条曲面比拟为张力薄膜,运用拉普拉斯公式与改进的动力松弛法进行优化,得到满足给定边界条件的合理目标曲面.数值实验结果表明,该造型技术简便可行,可有效地缩短自由曲面空间结构的设计周期. 展开更多

关键词 空间结构 自由曲面 张力薄膜 极小曲面 动力松弛法

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劲性支撑穹顶结构施工成形分析 被引量：6

16

作者 薛素铎 高占远 李雄彦 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2013年第11期82-87,共6页

研究目的:劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,克服了索穹顶结构的许多施工技术难题。该结构具有节点定位容易、结构效率高及自支撑自平衡等特点。从工程应用的角度,结合劲性支撑穹顶结构的自身特点,本文提出了一种施工安装张... 研究目的:劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,克服了索穹顶结构的许多施工技术难题。该结构具有节点定位容易、结构效率高及自支撑自平衡等特点。从工程应用的角度,结合劲性支撑穹顶结构的自身特点,本文提出了一种施工安装张拉方法,并给出了模拟分析策略及程序实现方法。研究结论:(1)提出逐节点拼装整体张拉提升的施工安装张拉方法,给出了施工控制和监测方法;(2)采用改进的动力松弛法对施工过程进行模拟分析,给出实现策略,采用FORTRAN和ANSYS的APDL语言编制程序;(3)算例分析表明,提出的施工安装方法可以有效减小结构构件在施工张拉过程中的超张拉问题;(4)研究成果为劲性支撑穹顶结构的工程实践提供施工和分析方法等方面的参考。 展开更多

关键词 劲性支撑穹顶结构 安装张拉方法 动力松弛法 实现策略

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索网张力结构的张拉控制及多目标优化计算 被引量：3

17

作者 娄荣 罗尧治 +1 位作者 郑君华 刘海峰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期539-543,581,共6页

为优化索网张力结构的分批张拉顺序,基于小生境遗传算法,提出一种以施工张拉过程最为平稳及施加的张拉控制力总和最小为目标的优化算法.该算法将每根索所在的张拉批次作为决策变量,采用实数编码方式以满足编码空间的非冗余性,通过目标... 为优化索网张力结构的分批张拉顺序,基于小生境遗传算法,提出一种以施工张拉过程最为平稳及施加的张拉控制力总和最小为目标的优化算法.该算法将每根索所在的张拉批次作为决策变量,采用实数编码方式以满足编码空间的非冗余性,通过目标函数罚中附加函数项的形式考虑约束条件.针对遗传算法自身存在的收敛性问题,在进化过程中采取了自适应遗传算子,引入了改进的最优个体保存策略.以一个索网张力结构施工分批张拉顺序的优化为例,验证了该优化算法的合理性. 展开更多

关键词 索网张力结构 施工张拉 动力松弛法 索分批张拉顺序 遗传算法

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梁柱结构协同作用的车辐式索杆体系成形分析 被引量：3

18

作者 赵俊钊 陈务军 +1 位作者 潘钦 付功义 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期152-158,共7页

张拉成形是张力索杆体系施工的一个重要环节.文中针对车辐式张力索杆体系的张拉成形过程,基于单元无应力长度和结构拓扑关系,采用解析抛物线单元模拟索,利用铰接索杆体系平衡矩阵建立其节点不平衡力列式;对周边梁柱索节点,基于有限元节... 张拉成形是张力索杆体系施工的一个重要环节.文中针对车辐式张力索杆体系的张拉成形过程,基于单元无应力长度和结构拓扑关系,采用解析抛物线单元模拟索,利用铰接索杆体系平衡矩阵建立其节点不平衡力列式;对周边梁柱索节点,基于有限元节点平衡方程,考虑连续协调的约束线位移和边界约束,将总刚度矩阵写成分块形式,建立周边节点仅考虑三线自由度不平衡力的统一节点不平衡力列式.采用动力松弛法对协同作用整体结构体系的节点不平衡力方程进行非线性迭代求解,并编程实现了该算法.用该算法对深圳宝安体育场张力索结构罩棚进行了施工整体张拉成形分析.结果表明,该算法是有效的,用抛物线单元模拟索比用杆单元更准确,且周边梁柱结构协同效应对施工张拉整体成形过程模拟的影响不可忽略. 展开更多

关键词 车辐式张力索杆体系 张拉成形 抛物线单元 统一节点不平衡力 动力松弛法

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复合材料缠绕压力容器冲击损伤分析 被引量：8

19

作者 任明法 杨留鑫 孙冬生 《压力容器》 2012年第10期29-35,共7页

基于复合材料经典层合板理论和冲击动力学理论,采用Chang-Chang损伤准则对受低速冲击后的复合材料缠绕层进行损伤判定,并进行相应的刚度折减,分析复合材料纤维缠绕压力容器在冲击载荷作用下的动态响应和损伤状况。结合动力松弛法分析冲... 基于复合材料经典层合板理论和冲击动力学理论,采用Chang-Chang损伤准则对受低速冲击后的复合材料缠绕层进行损伤判定,并进行相应的刚度折减,分析复合材料纤维缠绕压力容器在冲击载荷作用下的动态响应和损伤状况。结合动力松弛法分析冲击能量对不同工作压力下复合材料缠绕压力容器抗冲击性能的影响,并对压力容器不同部位的抗冲击敏感性进行了相应研究,预测出压力容器的缠绕层损伤特征和最不利的冲击位置。 展开更多

关键词 复合材料缠绕压力容器 缠绕层 损伤 抗冲击性能 动力松弛法

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螺栓连接球柱壳结构撞击行为的数值分析 被引量：1

20

作者 刘占芳 张凯 颜功兴 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1607-1612,共6页

为对螺栓数目和预紧力大小设计提供指导,对螺栓连接球柱壳结构抗撞击性能进行数值分析.数值分析时采用动力松弛法确定螺栓连接球柱壳结构的静态初始变形和初始应力,再通过动力分析获取结构在撞击载荷下的响应.计算得到的法兰面上的接触... 为对螺栓数目和预紧力大小设计提供指导,对螺栓连接球柱壳结构抗撞击性能进行数值分析.数值分析时采用动力松弛法确定螺栓连接球柱壳结构的静态初始变形和初始应力,再通过动力分析获取结构在撞击载荷下的响应.计算得到的法兰面上的接触压力历程描述存在预紧的球壳和柱壳的接触运动,这种相对运动可引起螺栓预紧力的变化.测试点的应变响应描述了应力波的传播过程,反映了弹靶接触面和法兰接触面的压力变化.结果表明了螺栓连接球柱壳结构撞击行为数值分析方法的合理性. 展开更多

关键词 螺栓连接球柱壳结构 动力松弛法 撞击响应 应力波传播

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