基于激光冲击波的板料塑性成形新技术 被引量：48

1

作者 周建忠 张永康 +2 位作者 杨继昌 殷苏民 杨兴华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第22期1938-1940,共3页

提出利用激光冲击波技术实现板料的柔性塑性成形 ,分析了其成形机理、工艺过程和技术特点。利用脉冲能量为 1 0～ 30 J,脉宽为 2 0 ns的激光束 ,对 SUS30 4薄钢板和 40 Cr进行了激光冲激波胀形实验 ,初步的实验结果表明 ,激光冲击波板... 提出利用激光冲击波技术实现板料的柔性塑性成形 ,分析了其成形机理、工艺过程和技术特点。利用脉冲能量为 1 0～ 30 J,脉宽为 2 0 ns的激光束 ,对 SUS30 4薄钢板和 40 Cr进行了激光冲激波胀形实验 ,初步的实验结果表明 ,激光冲击波板料成形是一种冷塑性成形技术 ,具有超快速、高应变率等优点和较大的成形柔性。能适用于常规模具无法成形的结构钢和复合材料的成形 。 展开更多

关键词 激光冲击波 高应变率 塑性成形 柔性 板料

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激光冲击波技术在金属表面改性和成形中的应用 被引量：18

2

作者 王广龙 周建忠 +2 位作者 张兴权 杨超君 张永康 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期148-152,共5页

在对激光冲击强化技术的原理、特点及工程应用须解决的关键问题进行系统分析的基础上,介绍了激光冲击波技术在金属板材成形方面的最新研究进展:激光冲击成形和激光喷丸成形,对激光冲击成形和激光喷丸成形的机理、技术特点及国内外的研... 在对激光冲击强化技术的原理、特点及工程应用须解决的关键问题进行系统分析的基础上,介绍了激光冲击波技术在金属板材成形方面的最新研究进展:激光冲击成形和激光喷丸成形,对激光冲击成形和激光喷丸成形的机理、技术特点及国内外的研究现状进行了综述,并对今后的应用前景和发展趋势作了分析。 展开更多

关键词 激光冲击波 表面改性 板料成形 技术原理

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激光冲击波在铝靶中衰减特性研究 被引量：12

3

作者 洪昕 王声波 +7 位作者 郭大浩 吴鸿兴 王劼 戴宇生 夏小平 解艳宁 虞吉林 程经毅 《量子电子学报》 CAS CSCD 1998年第5期474-478,共5页

本文利用PVDF新型压电传感器对激光冲击波进行了多点实时测量，得到了激光冲击波在铝中的衰减规律．所得结果对激光冲击强化以及材料本构和动态断裂研究等均具有十分重要的价值．

关键词 激光冲击强化 激光冲击波 衰减 PVDF 压电传感器

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激光冲击波对5B05铝合金表面应力状态的调整 被引量：9

4

作者 冯爱新 施芬 +4 位作者 孙淮阳 薛伟 聂贵锋 李彬 韩振春 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1793-1796,共4页

采用X射线衍射仪分别对光斑中心及其边界点冲击前后3个方向上的残余应力进行测量。根据主应力及其方向角的计算公式,计算出了各测试点冲击前后的主应力值和主应力方向角,分析了其分布特性。结果表明,激光冲击波不仅能调整5B05铝合金表... 采用X射线衍射仪分别对光斑中心及其边界点冲击前后3个方向上的残余应力进行测量。根据主应力及其方向角的计算公式,计算出了各测试点冲击前后的主应力值和主应力方向角,分析了其分布特性。结果表明,激光冲击波不仅能调整5B05铝合金表面残余主应力值,还能调整其方向。最大主应力增幅最大点与最小主应力增幅最大点并不在同一点上。5B05铝合金经激光冲击波作用后,表面应力状态得到了改善,应力分布变得分散,应力域变大。 展开更多

关键词 激光冲击波 5B05铝合金 主应力 主应力方向角

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约束靶面黑漆涂层对激光冲击波的影响 被引量：5

5

作者 朱文辉 李志勇 +1 位作者 周光泉 刘朝晖 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期458-462,共5页

介绍了约束靶表面的黑漆涂层对激光冲击波的影响。激光功率密度１０９Ｗ／ｃｍ２量级，脉宽３３ｎｓ，波长１．０６μｍ。靶材选用两种不同厚度的铜和铝，靶表面用有机玻璃约束。通过对冲击波压力的直接测量发现，涂层不仅可以增加激光... 介绍了约束靶表面的黑漆涂层对激光冲击波的影响。激光功率密度１０９Ｗ／ｃｍ２量级，脉宽３３ｎｓ，波长１．０６μｍ。靶材选用两种不同厚度的铜和铝，靶表面用有机玻璃约束。通过对冲击波压力的直接测量发现，涂层不仅可以增加激光冲击波压力，而且还影响冲击波的演化过程。比较有无涂层的靶面ＳＥＭ照片发现，黑漆涂层能有效地保护激光辐照表面，使之不受激光烧蚀。 展开更多

关键词 激光冲击波 黑漆层 压力 激光烧蚀 激光热处理

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激光冲击波在铝合金薄板中传播特性研究 被引量：2

6

作者 姜银方 黄勤 +1 位作者 黄宇 金华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1230-1234,共5页

为了研究激光冲击波在铝合金薄板中的传播特性,采用数值仿真的方法,分析了不同节点路径下,冲击波在3003铝合金薄板中的传播特性。研究结果表明,激光加载初期,板料表面光斑边缘位置处应力最大,而板料表面中心区域仅为较小的波动,1000 ns... 为了研究激光冲击波在铝合金薄板中的传播特性,采用数值仿真的方法,分析了不同节点路径下,冲击波在3003铝合金薄板中的传播特性。研究结果表明,激光加载初期,板料表面光斑边缘位置处应力最大,而板料表面中心区域仅为较小的波动,1000 ns后,表面波传播至板料上的凹模口对应位置,同时中心位置区域应力增大至200 MPa,塑性变形加大,板料变形不均匀,易出现减薄失效问题;沿激光冲击方向,经历60 ns压力波传播至板料自由面,并回传拉伸波,在102 ns左右,拉应力达到最大值1782 MPa,板料易出现层裂失效问题。因此针对激光冲击波在铝合金薄板中传播特性的研究对提高铝合金薄板激光冲击成形性能具有重要的意义。 展开更多

关键词 激光冲击波 3003铝合金薄板 传播特性

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铝靶在激光冲击波加载下的动态损伤实验 被引量：1

7

作者 张兴权 周建忠 +2 位作者 顾永玉 王广龙 杨超君 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期122-125,共4页

用波长为1.06μm、脉宽为23ns、功率密度为109W/cm2级的短脉冲强激光冲击锻铝靶材。在靶材表面涂有保护物(黑漆)的情况下,损伤形式主要有层裂和剪切断裂;层裂与激光功率、靶材的力学性能和厚度等因素有关,它起源于微裂纹,但不全是单个... 用波长为1.06μm、脉宽为23ns、功率密度为109W/cm2级的短脉冲强激光冲击锻铝靶材。在靶材表面涂有保护物(黑漆)的情况下,损伤形式主要有层裂和剪切断裂;层裂与激光功率、靶材的力学性能和厚度等因素有关,它起源于微裂纹,但不全是单个微裂纹扩展的结果,在一定的条件下,层裂可以进行一次或多次,它属于韧性断裂。剪切断裂不同于激光切割,当约束孔径较小时,靶材在冲击波作用下常以剪切失效的形式出现。 展开更多

关键词 激光冲击波 动态损伤 层裂 剪切断裂

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一种基于激光冲击波技术的快速制造模具的方法和装置

8

作者 唐恒 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2004年第4期314-314,共1页

关键词 激光冲击波技术 模具 在线检测装置 精冲成形 导光系统

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约束层材料及靶材表面特征对激光冲击波的影响 被引量：7

9

作者 段志勇 王声波 +2 位作者 吴鸿兴 郭大浩 刘世伟 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期19-19,21,共2页

观测了不同约束层材料及不同靶材表面特征情况下产生的激光冲击波。实验发现 ,约束层对激光冲击波的脉宽有显著的展宽作用 ,且冲击波的峰压值随约束层材料的声阻抗的增大而增大。另外 ,研究了表面涂层对冲击结果的影响 ,重新认识了其作... 观测了不同约束层材料及不同靶材表面特征情况下产生的激光冲击波。实验发现 ,约束层对激光冲击波的脉宽有显著的展宽作用 ,且冲击波的峰压值随约束层材料的声阻抗的增大而增大。另外 ,研究了表面涂层对冲击结果的影响 ,重新认识了其作用。针对于实际应用 ,还试验了曲面靶材的冲击强化 ,讨论了约束结构的有效性问题。 展开更多

关键词 激光冲击波 约束层材料 声阻抗 靶材表面特征

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激光冲击波作用下3003H16铝合金板料层裂的研究 被引量：1

10

作者 黄利伟 龙昆 +4 位作者 黄宇 郭海平 丰琅 周俊 马睿佳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期270-273,共4页

为了得到工艺参量对层裂的影响,运用有限元模拟的方法,采用最大拉应力瞬时断裂准则来判断板料是否发生层裂,并对各参量对层裂的影响进行了分析;进行了激光冲击成形试验,用电子扫描显微镜对冲击后的试样进行观察,并运用应力波传播分析了... 为了得到工艺参量对层裂的影响,运用有限元模拟的方法,采用最大拉应力瞬时断裂准则来判断板料是否发生层裂,并对各参量对层裂的影响进行了分析;进行了激光冲击成形试验,用电子扫描显微镜对冲击后的试样进行观察,并运用应力波传播分析了层裂的产生、发展、形成。结果表明,层裂易发生在激光冲击区域内,其次是在光斑边缘处,而在冲击区域外不可能发生层裂;脉冲宽度、峰值压力和板料厚度对层裂发生的位置影响较大,而光斑直径对层裂发生的位置几乎没有影响。这对激光冲击成形的发展具有指导意义。 展开更多

关键词 激光技术 层裂 有限元 激光冲击波 3003H16铝合金

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基于激光冲击波三维无损打标的数值模拟 被引量：1

11

作者 王伟 张永康 +1 位作者 鲁金忠 殷苏民 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期37-39,43,共4页

为了研究激光冲击波打标后标记区域的残余应力分布与材料变形情况,基于ANSYS/LS-DYNA建立了激光冲击波打标的三维有限元模型,通过激光诱导的冲击波加载,进行了打标的数值模拟。模拟结果表明,激光冲击波作用后的标记区域网格形成了与载... 为了研究激光冲击波打标后标记区域的残余应力分布与材料变形情况,基于ANSYS/LS-DYNA建立了激光冲击波打标的三维有限元模型,通过激光诱导的冲击波加载,进行了打标的数值模拟。模拟结果表明,激光冲击波作用后的标记区域网格形成了与载荷直径相仿的凹坑,其残余应力均表现为压应力,并随着形变量的逐渐增加,在标记中心残余压应力达到最大值;材料厚度方向的残余压应力随着材料厚度的增加而不断减小,在1mm^1.4mm深度范围内载荷的作用效果不明显。这一结果可用于指导激光冲击波三维无损打标残余应力场的理论分析及其实验研究。 展开更多

关键词 激光技术 激光打标 激光冲击波 ANSYS/LS—DYNA 残余应力

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激光冲击波清洗K9玻璃表面SiO_2颗粒的研究 被引量：15

12

作者 叶亚云 袁晓东 +5 位作者 向霞 王海军 晏良宏 陈猛 吕海兵 贺少勃 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期245-248,共4页

光学元件表面的颗粒污染物会影响到光学系统的正常运行,为了解决此污染问题,采用激光等离子体冲击波清洗法移除K9玻璃表面的SiO_2颗粒污染物。在激光器扫描模式下,实验研究此方法的清洗效果;在激光单点作用下,理论计算了颗粒位置、激光... 光学元件表面的颗粒污染物会影响到光学系统的正常运行,为了解决此污染问题,采用激光等离子体冲击波清洗法移除K9玻璃表面的SiO_2颗粒污染物。在激光器扫描模式下,实验研究此方法的清洗效果;在激光单点作用下,理论计算了颗粒位置、激光作用距离及激光能量对清洗效果的影响,并以实验加以验证。结果表明,通过良好地控制激光参量,采用Nd:YAG激光清洗K9玻璃表面的SiO_2颗粒具有明显的效果;在激光单点作用下,计算结果与实验结果规律一致。 展开更多

关键词 激光技术 移除率 激光等离子体冲击波清洗 K9玻璃 SIO2颗粒

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一种基于激光冲击波技术的快速制造模具装置

13

作者 唐恒 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2003年第5期63-63,共1页

关键词 激光冲击波 快速制造模具装置 结构 激光发生器 导光系统 工件夹具系统

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强激光诱导冲击波的实验研究 被引量：14

14

作者 刘丽 王声波 +2 位作者 吴鸿兴 郭大浩 廖培育 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期134-136,共3页

为了提高利用激光冲击波改进材料性能的技术,采用响应快、测量范围大的绝缘膜组合式高聚物压电传感器和示波器对激光诱发的冲击波进行了研究。通过测量无约束层和有约束层时的压电波形,得出相应的激光冲击波波形并进行比较。结果表明,... 为了提高利用激光冲击波改进材料性能的技术,采用响应快、测量范围大的绝缘膜组合式高聚物压电传感器和示波器对激光诱发的冲击波进行了研究。通过测量无约束层和有约束层时的压电波形,得出相应的激光冲击波波形并进行比较。结果表明,有约束层时激光冲击波的脉宽是激光脉冲宽度的3倍左右,峰值压力较无约束层时明显提高。激光冲击波在不锈钢材料中的平均传播速度为5.72×103m/s,与声波纵波的传播速度一致。 展开更多

关键词 激光技术 激光冲击波 压电传感器 传播速度

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冲击波动态传播特性对激光喷丸残余应力场的影响 被引量：4

15

作者 苏波泳 孙桂芳 +2 位作者 裴旭 朱然 倪中华 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期15-22,共8页

以TC4钛合金为研究对象,基于Johnson-Cook本构模型,分析了高应变率效应对激光喷丸过程中塑性波波速的影响。通过三维有限元方法模拟了不同作用参数激光喷丸诱导冲击波的传播过程,探讨了多次激光喷丸作用后残余压应力饱和现象的产生机理... 以TC4钛合金为研究对象,基于Johnson-Cook本构模型,分析了高应变率效应对激光喷丸过程中塑性波波速的影响。通过三维有限元方法模拟了不同作用参数激光喷丸诱导冲击波的传播过程,探讨了多次激光喷丸作用后残余压应力饱和现象的产生机理及利用该效应获得均匀表面残余压应力的方法。结果表明:高应变率效应对激光喷丸作用过程中塑性波速度有显著影响,塑性波的速度与所产生的塑性应变呈反比关系。功率密度越大,初始产生的塑性应变越大,塑性波速度越小,冲击波能量衰减越快,冲击波压力幅值降低越快;相同激光喷丸功率密度,随着作用次数的增加,产生的塑性应变逐渐减小,塑性波速度增大,冲击波压力衰减变缓,使激光喷丸诱导的残余压应力逐渐增大;作用次数达到3~4次时,衰减过程基本相似,诱导的残余压应力增幅不大,作用效果基本达到饱和。利用多次激光喷丸作用产生的饱和效应,当激光光斑搭接率超过50%时,即可使搭接区域作用次数达到3次及以上,使激光喷丸作用效果达到饱和,可获得均匀的表面残余压应力。 展开更多

关键词 TC4钛合金 激光冲击波 高应变率效应 均匀残余应力场

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激光冲击强化诱导的残余应力场分析 被引量：8

16

作者 倪敏雄 周建忠 +2 位作者 杨超君 张兴权 杜建钧 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期79-80,83,共3页

激光冲击强化是一种新兴的现代表面处理技术,它利用激光产生的高幅冲击波在冲击区诱导出有益的残余压应力,从而达到强化材料的目的。在分析了激光冲击强化的基本原理和残余应力的形成过程后,探讨了残余应力的计算模型,同时对激光冲击强... 激光冲击强化是一种新兴的现代表面处理技术,它利用激光产生的高幅冲击波在冲击区诱导出有益的残余压应力,从而达到强化材料的目的。在分析了激光冲击强化的基本原理和残余应力的形成过程后,探讨了残余应力的计算模型,同时对激光冲击强化后,冲击区表面和深度方向上的残余应力分布特点进行了分析。研究表明在激光冲击强化过程中,存在最佳的冲击波峰值压力;经激光冲击后,金属表面产生很深的残余压应力,且冲击区的残余压应力在表面和深度方向上都基本为均匀分布。 展开更多

关键词 激光冲击强化 激光冲击波 残余应力

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激光冲击2024铝合金诱导动态应力应变实验研究 被引量：6

17

作者 冯爱新 韩振春 +4 位作者 聂贵锋 薛伟 李彬 施芬 卢轶 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第14期200-203,共4页

为了研究激光冲击波动态加载过程中金属材料的动态应力应变特性,采用高功率激光器单次冲击2024铝合金薄板,利用STSS-1应力检测模块采集激光冲击波动态加载靶材背面的动态应变信号,通过Johnson-Cook动态本构模型计算相应的动态应力,并用... 为了研究激光冲击波动态加载过程中金属材料的动态应力应变特性,采用高功率激光器单次冲击2024铝合金薄板,利用STSS-1应力检测模块采集激光冲击波动态加载靶材背面的动态应变信号,通过Johnson-Cook动态本构模型计算相应的动态应力,并用XRD技术检测了靶材表面的残余应力。实验结果表明:激光冲击波诱导的塑性应力波强度远大于弹性应力波强度,材料主要处于塑性变形阶段;随着靶材厚度减小,靶材背面应力波强度增加,此应力波在靶材背面金属/空气界面的反射波强度增强;实验使用的2024铝合金屈服强度在392 MPa左右。 展开更多

关键词 激光冲击波 动态应力-应变 2024铝合金

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金属板料的激光冲击变形分析及其实验研究 被引量：3

18

作者 杨超君 张永康 +3 位作者 周建忠 张雷洪 孔德军 冯爱新 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B11期40-43,共4页

介绍了激光冲击变形机理和冲击波产生原因,并建立了激光冲击下的板料变形模型,且推导了板料变形量计算公式。根据爆轰波和爆炸气体动力学理论,建立了激光冲击成形中激光-能量转换体-靶材系统爆轰波压力的估算式,并根据冲击波压力估算式... 介绍了激光冲击变形机理和冲击波产生原因,并建立了激光冲击下的板料变形模型,且推导了板料变形量计算公式。根据爆轰波和爆炸气体动力学理论,建立了激光冲击成形中激光-能量转换体-靶材系统爆轰波压力的估算式,并根据冲击波压力估算式估算所需激光脉冲能量,从而探讨了板料变形与激光能量、冲击波压力之间的关系,并进行实验研究。实验结果表明,板料厚度对变形量的影响与变形理论模型的分析基本相同,其变形量随厚度的增加而呈指数曲线减小,其轮廓形状也由小圆锥形逐渐向小球冠状变化。 展开更多

关键词 激光冲击波 塑性变形 金属板料

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激光冲击处理后X80焊接接头表面质量对腐蚀性能的影响 被引量：4

19

作者 孔德军 叶存冬 +1 位作者 王文昌 方晓东 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期63-66,116,共5页

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行强化处理,用金相显微镜、光学轮廓仪分析激光冲击处理前后金相组织与表面粗糙度,并用应力测试仪测试了激光冲击处理前后残余应力和残余奥氏体的变化,分析了激光冲击波改善焊接接头表面质量的机理... 利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行强化处理,用金相显微镜、光学轮廓仪分析激光冲击处理前后金相组织与表面粗糙度,并用应力测试仪测试了激光冲击处理前后残余应力和残余奥氏体的变化,分析了激光冲击波改善焊接接头表面质量的机理.结果表明,激光冲击处理后焊接接头表面晶粒细化,表面粗糙度有所提高;激光冲击处理形成了残余压应力,残余奥氏体向马氏体转化;激光冲击处理后表面粗糙度和残余奥氏体对慢拉伸性能的影响起主要作用,内积功下降3.8%;激光冲击处理后应力腐蚀敏感指数ISCC由50.94%下降至45.10%,残余压应力和晶粒细化是提高其抗应力腐蚀的主要机制. 展开更多

关键词 激光冲击波 X80管线钢焊接接头 表面粗糙度 残余应力 残余奥氏体

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激光冲击对金属板料裂纹的影响模型 被引量：2

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作者 任旭东 张永康 +2 位作者 周建忠 顾永玉 周立春 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期358-360,共3页

研究了含有裂纹的金属板料在激光冲击波载荷作用下裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展速度的变化,利用断裂力学理论,对激光冲击加载下裂尖参数计算模型进行优化,采用应力强度因子叠加法,将外加载荷引起的应力强度因子和激光冲击后残留的残... 研究了含有裂纹的金属板料在激光冲击波载荷作用下裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展速度的变化,利用断裂力学理论,对激光冲击加载下裂尖参数计算模型进行优化,采用应力强度因子叠加法,将外加载荷引起的应力强度因子和激光冲击后残留的残余压应力引起的应力强度因子叠加,推导出下裂纹尖端应力场强度因子表达式,由此可精确计算出金属板料的裂纹萌生寿命和裂纹扩展速度,实验验证了航空钛合金Ti6Al4V激光冲击后残余应力对裂纹扩展速度的影响,从而建立了激光冲击作用对板料裂纹扩展的影响的理论模型。 展开更多

关键词 激光冲击波 裂纹 应力强度因子 扩展速度

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