高速列车制动盘热-弹塑性累积变形及整形仿真

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作者 杨川 孟永帅 +4 位作者 黄彪 金文伟 赵清阳 王北昆 卢耀辉 《装备环境工程》 2025年第2期96-104,共9页

目的 增强高速列车的制动性能,并延长制动盘的使用寿命。方法 针对制动盘多次制动作用下的热-力耦合规律进行研究,采用微元法思想计算摩擦表面的热流密度,并考虑多次制动工况建立制动盘有限元仿真模型,分析不同制动工况下制动盘翘曲变... 目的 增强高速列车的制动性能,并延长制动盘的使用寿命。方法 针对制动盘多次制动作用下的热-力耦合规律进行研究,采用微元法思想计算摩擦表面的热流密度,并考虑多次制动工况建立制动盘有限元仿真模型,分析不同制动工况下制动盘翘曲变形量的变化规律。建立制动盘整形过程的有限元模型,分析制动盘翘曲变形量与整形力之间的关系。结果 整形后的制动盘翘曲度值均低于0.2mm,塑性应变不高于0.001。结论 通过建立的矫正力与翘曲度之间的关联曲线,能够为制动盘的整形修复提供有力的理论支持。 展开更多

关键词 制动盘 热-力耦合 有限元 塑性应变 翘曲变形 整形计算

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压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合作用的弹塑性有限元分析 被引量：3

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作者 周英博 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1781-1790,共10页

将Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型引入笔者所研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中,并使用摩尔-库仑准则,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库模型,拟定弹性分析和弹塑性分析两种... 将Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型引入笔者所研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中,并使用摩尔-库仑准则,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库模型,拟定弹性分析和弹塑性分析两种计算工况,进行4 a处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力及塑性区的变化、分布情况。结果主要显示:弹塑性分析中由于应力调整和增大了分子扩散系数,使得塑性区的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀有明显的变化,并对渗流场(孔隙水压力及流速)和应力场产生显著的影响。但两种工况弹性区中的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀差别较小。 展开更多

关键词 压力溶解 颗粒聚集岩体 弹塑性模型 热-水-应力耦合 有限元分析

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热-水-应力耦合弹塑性二维有限元程序的开发与应用尝试 被引量：6

3

作者 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期169-174,共6页

从已有的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手,使用 Galerkin 方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,初步开发出了一个用于分析饱和岩土介质中热-水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序,并通过 2 个算... 从已有的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手,使用 Galerkin 方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,初步开发出了一个用于分析饱和岩土介质中热-水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序,并通过 2 个算例进行了应用尝试。 展开更多

关键词 热-水-应力耦合 弹塑性分析 二维有限元程序

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CO_2注入岩体的热-气-应力耦合二维弹塑性有限元分析 被引量：4

4

作者 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期582-586,共5页

目前国内关于CO2地质埋存课题的研究已经起步,其中与岩石力学有关的工作急需加强。为此,考虑到向含气地层中注入CO2时岩石、气体和温度的相互作用,将CO2视为理想气体,使用Drucker-Prager屈服准则和‘无拉应力’判据,建立了一个热-气-应... 目前国内关于CO2地质埋存课题的研究已经起步,其中与岩石力学有关的工作急需加强。为此,考虑到向含气地层中注入CO2时岩石、气体和温度的相互作用,将CO2视为理想气体,使用Drucker-Prager屈服准则和‘无拉应力’判据,建立了一个热-气-应力耦合模型并研制了相应的二维有限元程序。假定了一个由下部注入层和上覆冠石层组成的CO2埋存地质系统,以此为数值模拟的对象,分析了CO2在不同的注入速率和注入时间条件下岩体的中的位移、应力、受拉与塑性破坏区的变化和分布情况,结果显示,为保证CO2注入岩体的稳定,应优择最佳的注入速率和注入时间。 展开更多

关键词 CO2地质埋存 热-气-应力耦合模型 有限元方法 弹塑性分析

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厚板多层多道对接焊残余应力轮廓法测量及热-弹-塑性有限元分析 被引量：8

5

作者 张庆亚 卓子超 +2 位作者 周宏 刘建成 王江超 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期627-636,共10页

船体外板结构多采用多层多道焊工艺建造,焊接产生的残余应力复杂,易导致焊接结构断裂和疲劳失效。本文采用轮廓法与基于并行计算技术的热-弹-塑性有限元研究Q235厚板多层多道对接接头内部残余应力分布及其变化过程,预测结果与测量结果... 船体外板结构多采用多层多道焊工艺建造,焊接产生的残余应力复杂,易导致焊接结构断裂和疲劳失效。本文采用轮廓法与基于并行计算技术的热-弹-塑性有限元研究Q235厚板多层多道对接接头内部残余应力分布及其变化过程,预测结果与测量结果吻合较好。预测结果表明,纵向残余应力在焊缝区为拉应力,沿接头宽度方向逐渐减小最终转变为压应力,正面焊缝中部区域拉应力值明显降低;横向残余应力在焊缝区上表面及背面填充处为拉应力,沿接头宽度方向逐渐降低,在正面焊缝中部区域为压应力;Z向残余应力主要存在于焊缝区,正面焊缝以压应力为主,背面焊缝以拉应力为主。厚板多层多道焊接过程中,残余应力变化是由于后一道焊缝对已焊的焊缝起到热处理作用导致的,焊缝接头残余应力分布由最后一道焊缝决定。 展开更多

关键词 多层多道对接焊 焊接残余应力 轮廓法 热-弹-塑性有限元

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基于热-弹塑性理论的高速切削45钢有限元分析 被引量：2

6

作者 王文超 王素玉 +1 位作者 于涛 姜斌 《煤矿机械》 北大核心 2012年第3期124-125,共2页

基于热-弹塑性变形理论建立高速切削变形场的应力-应变关系本构模型,运用有限元分析软件DEFORM-2D建立了高速切削45钢正交切削仿真模型,研究了不同速度的切削力、切削温度对工件已加工表面粗糙度的影响。

关键词 高速切削 热-弹塑性变形 有限元分析

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软粘土地基弹-粘塑性比奥固结理论的有限元分析 被引量：11

7

作者 周刚 傅少君 侯建国 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2004年第1期18-21,25,共5页

建立了弹 粘塑性比奥固结有限元模型,采用8结点等参单元耦合4结点等参单元的复合单元形式来模拟土体的变形与土体中孔隙水压力消散的耦合效应;并考虑了固结计算时步与粘塑性时步的耦合,以保证程序计算的稳定性与精度。通过程序对实例的... 建立了弹 粘塑性比奥固结有限元模型,采用8结点等参单元耦合4结点等参单元的复合单元形式来模拟土体的变形与土体中孔隙水压力消散的耦合效应;并考虑了固结计算时步与粘塑性时步的耦合,以保证程序计算的稳定性与精度。通过程序对实例的计算分析,验证了该程序的可靠性。 展开更多

关键词 弹-粘塑性 固结 有限元分析 耦合

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正交各向异性岩体中地下洞室稳定的粘弹-粘塑性三维有限元分析 被引量：17

8

作者 张玉军 刘谊平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期278-283,共6页

建立了一种正交各向异性岩体的粘弹-粘塑性模型,推导和描述了相应的数值计算表达式和有限元分析的步骤,并使用所编制的三维有限元程序,以在层状岩体(横观各向同性介质)中的地下洞室开挖为算例,考察了围岩的流变动态,得出了几点结论。

关键词 正交各向异性岩体 粘弹-粘塑性模型 三维有限元法 稳定分析

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串联型粘弹-粘塑性沥青混合料本构模型的有限元分析 被引量：2

9

作者 徐建平 朱耀庭 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期27-34,50,共9页

为将串联型粘弹-粘塑性本构模型移植到有限元计算中,使其能够对沥青路面结构与时间相关力学行为进行有效模拟和计算,通过编制材料子程序对本构模型进行了有限元实现。三维广义Maxwell粘弹性模型采用遗传积分进行表征,利用Prony级数特性... 为将串联型粘弹-粘塑性本构模型移植到有限元计算中,使其能够对沥青路面结构与时间相关力学行为进行有效模拟和计算,通过编制材料子程序对本构模型进行了有限元实现。三维广义Maxwell粘弹性模型采用遗传积分进行表征,利用Prony级数特性推导出卷积方程的递推公式,在应变增量条件下更新应变,获得迭代过程的刚度矩阵;微分型粘塑性本构方程基于径向回退法建立积分子步下的变量演化方程,通过N-R迭代算法解决了收敛性问题,并利用本构模型的离散化推导,建立了整体迭代过程的一致切线刚度矩阵。通过典型算例对室内试验的与时间相关性行为对比分析,验证了有限元实现的合理有效性,为沥青路面结构计算提供理论基础和实例分析。 展开更多

关键词 道路工程 沥青混合料 串联型粘弹-粘塑性 本构模型 有限元模型

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塑性扩容梯度对孔隙介质岩体中T-H-M耦合作用的二维有限元分析 被引量：1

10

作者 张玉军 张维庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期556-564,共9页

由双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型退化为单一孔隙介质模型,将其与岩体扩容梯度引入笔者所研制的二维有限元程序中,使用Mohr-Coulomb准则,计入塑性扩容对岩体孔隙率及渗透系数的影响,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和孔隙介质... 由双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型退化为单一孔隙介质模型,将其与岩体扩容梯度引入笔者所研制的二维有限元程序中,使用Mohr-Coulomb准则,计入塑性扩容对岩体孔隙率及渗透系数的影响,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和孔隙介质岩体中的高放废物地质处置库模型,拟定不同扩容梯度值的5种工况,进行4年处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、正应力、塑性区、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力和地下水流速的变化、分布情况。结果主要显示,相比于不考虑扩容梯度的工况,考虑扩容梯度工况的正应力、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力和地下水流速等的分布与塑性区的分布有明显的对应关系,呈现了某种"剪切带效应";正应力量值、塑性区面积、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速等均随所取扩容梯度值的变大而增加。 展开更多

关键词 岩体扩容 孔隙介质 弹塑性模型 热-水-应力耦合(T-H-M) 有限元分析

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冻土桩基热弹塑性——蠕变有限元分析

11

作者 唐丽云 奚家米 杨更社 《交通标准化》 2007年第5期80-83,共4页

根据桩土共同作用的工作特性,引入非线性接触单元将冻土地基的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模型与混凝土桩联系起来,建立冻土区桩土共同作用的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模型,计算结果与实测比较表明,该计算模型能较好地体现桩冻土... 根据桩土共同作用的工作特性,引入非线性接触单元将冻土地基的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模型与混凝土桩联系起来,建立冻土区桩土共同作用的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模型,计算结果与实测比较表明,该计算模型能较好地体现桩冻土共同工作性能。 展开更多

关键词 冻土桩基 热弹塑性-蠕变 有限元分析 三维非线性接触单元

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加锚节理岩体的弹～粘塑性有限元计算

12

作者 何承伟 《广东水利水电》 2001年第3期12-15,共4页

本文分析了锚杆对节理岩体的作用机制 ,探讨了加锚节理面抗拉、抗剪性能的改善 ,导出了加锚节理岩体的本构方程。在分析锚杆、节理、岩块联合工作的基础上 ,编制了三维非线性有限元程序 。

关键词 锚杆 岩体加固 有限元 弹-粘塑性 抗剪性能

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一种双重孔隙-裂隙岩体流变模型及其在地下洞室有限元分析中的应用 被引量：5

13

作者 符贵军 张思渊 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期601-609,共9页

用西原模型描述双重孔隙-裂隙介质的流变特性,在理论上给出了其流变参数及强度指标的确定方法,建立了瞬弹-黏弹-黏塑性平面有限元求解格式和研制了相应的计算程序。针对一个矩形地下洞室围岩为裂隙岩体和完整岩体的两种工况进行数值分析... 用西原模型描述双重孔隙-裂隙介质的流变特性,在理论上给出了其流变参数及强度指标的确定方法,建立了瞬弹-黏弹-黏塑性平面有限元求解格式和研制了相应的计算程序。针对一个矩形地下洞室围岩为裂隙岩体和完整岩体的两种工况进行数值分析,对比了围岩中的位移、应力及塑性区。其结果显示:相比于单一介质的情况,双重介质因其变形模量、凝聚力和内摩擦角减小,故洞室围岩中随时发展的位移和塑性区有明显的增长,两种工况的围岩应力分布亦存在较大的不同,特别是双重介质围岩中最大主应力σ_1和最小主应力σ_3的差值较大,因此,提高了围岩破坏的可能性。 展开更多

关键词 双重孔隙-裂隙岩体 地下洞室 瞬弹-黏弹-黏塑性模型 稳定性分析 有限元方法

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近海平台管状接头弹一塑性有限元分析 被引量：1

14

作者 吴水云 陈铁云 《上海交通大学学报》 EI CAS 1987年第5期1-12,121,共13页

本文采用拟协调元、分层子单元和拟子结构列出了近海平台管状接头弹-塑性有限元分析的列式,同时在高斯消去法中运用改进的顺序-逆序修正、分块等技巧,在每个载荷增量步中仅需对进入塑性区范围的静力方程进行求解。文中介绍了 T 型及 Y ... 本文采用拟协调元、分层子单元和拟子结构列出了近海平台管状接头弹-塑性有限元分析的列式,同时在高斯消去法中运用改进的顺序-逆序修正、分块等技巧,在每个载荷增量步中仅需对进入塑性区范围的静力方程进行求解。文中介绍了 T 型及 Y 型管状接头的数值计算结果并与 T 型管状接头的实验结果进行了比较,结果是相当接近的。 展开更多

关键词 海洋平台 管接头 应力分析 弹-塑性 有限元分层子单元 拟协调元 拟子结构

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综合管廊电力舱三维磁场-热场耦合计算

15

作者 周蠡 周秋鹏 +6 位作者 殷建刚 谢东 李靖 姜山 陈然 范虹兴 黄雄峰 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第5期72-75,共4页

综合管廊电力舱内部拥有众多不同电压等级的电缆线路,会产生大量的热量,需强制通风对其散热,故风速的大小会影响舱内温度的分布.本文根据综合管廊电力舱实际工程图建立三维等效计算模型,通过加载电流、风速等条件,采用有限元法对电力舱... 综合管廊电力舱内部拥有众多不同电压等级的电缆线路,会产生大量的热量,需强制通风对其散热,故风速的大小会影响舱内温度的分布.本文根据综合管廊电力舱实际工程图建立三维等效计算模型,通过加载电流、风速等条件,采用有限元法对电力舱进行三维磁场-热场耦合计算,得到电力舱内空气速度分布和温度分布.通过改变进风口风速,研究不同风速情况下电力舱内温升分布规律.对做好电缆线路入廊规划,以此提高电力电缆等管线运行的可靠性和安全性具有重要意义. 展开更多

关键词 综合管廊 磁场-热场耦合计算 有限元法 强制通风

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Inconel 718合金O形环的高温压扁弹塑性行为 被引量：18

16

作者 蔡力勋 叶裕明 左国 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期818-822,共5页

对Inconel718合金O形环试样进行了压扁-回弹试验研究,考察了本构模型各参数对O形环回弹量的影响.结果表明,先前低压缩比的加载历史对O形环后继高压缩比的回弹量没有影响;温度对O形环回弹量有一定程度影响;在压缩比为6%～30%,O形环回弹... 对Inconel718合金O形环试样进行了压扁-回弹试验研究,考察了本构模型各参数对O形环回弹量的影响.结果表明,先前低压缩比的加载历史对O形环后继高压缩比的回弹量没有影响;温度对O形环回弹量有一定程度影响;在压缩比为6%～30%,O形环回弹量与压缩比呈抛物律关系.运用ANSYS程序的接触分析功能,基于NLISO非线性等向强化本构模型对常温下O形环压扁-回弹过程的数值模拟结果与试验结果吻合较好. 展开更多

关键词 INCONEL 718合金 O形环 高温 弹-塑性 有限元分析

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医用心血管支架的非线性有限元分析 被引量：12

17

作者 黄远 李林安 刘文西 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期139-148,共10页

经过扩张过程获得的医用心血管支架几何形状或力学结构对于其长期的生物相容性是非常重要的 ,研究支架的扩张过程具有重要的意义。本文采用非线性有限元法模拟了支架的自由扩张。在研究中 ,将支架扩张的整个过程看成由多个极短的平衡过... 经过扩张过程获得的医用心血管支架几何形状或力学结构对于其长期的生物相容性是非常重要的 ,研究支架的扩张过程具有重要的意义。本文采用非线性有限元法模拟了支架的自由扩张。在研究中 ,将支架扩张的整个过程看成由多个极短的平衡过程组成 ,在每个过程中支架所受载荷视为常量进行有限元分析 ,解决了支架所受非线性载荷 ;利用合适的边界条件 ,结合BFGS方法 ,在采用规定某个结点的位移增量以确定载荷增量的办法解决塑性大变形分析中结果不对称的难题下 ,较好地模拟了支架的自由扩张。计算结果和实验结果吻合得较好。本研究提出的医用心血管支架有限元分析方案是合理的。 展开更多

关键词 医用心血管支架 非线性有限元 分析 弹-塑性大变形

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缺口件局部应力-应变关系影响因素的研究 被引量：1

18

作者 张莉 赵兵 程靳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期31-33,共3页

为了分析缺口件局部应力-应变关系的影响因素,利用有限元方法对多轴循环载荷下的中心圆孔缺口试件进行了弹塑性有限元分析,讨论了应力幅、平均应力以及多轴性对缺口部位局部应力-应变关系的影响.结果表明:正应力幅和多轴载荷影响迟滞回... 为了分析缺口件局部应力-应变关系的影响因素,利用有限元方法对多轴循环载荷下的中心圆孔缺口试件进行了弹塑性有限元分析,讨论了应力幅、平均应力以及多轴性对缺口部位局部应力-应变关系的影响.结果表明:正应力幅和多轴载荷影响迟滞回线的形状,表征着材料的损伤,是疲劳分析中的重要因素;平均应力不影响迟滞回线的面积,对损伤没有影响,它主要影响迟滞回线中心的位置,在疲劳分析中须引入平均应力修正. 展开更多

关键词 缺口件 多轴循环载荷 弹塑性有限元计算 应力-应变关系

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正交各向异性韧性材料应力-应变关系 被引量：3

19

作者 万建松 岳珠峰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期493-497,共5页

采用大变形弹塑性有限元方法分析了各向同性和正交各向异性韧性材料光滑圆棒拉伸试件的颈缩问题。首先给出了采用计算机模拟确定各向同性韧性材料真实应力-应变曲线的具体方法;对正交各向异性韧性材料的分析表明,颈缩截面呈椭圆形,其长... 采用大变形弹塑性有限元方法分析了各向同性和正交各向异性韧性材料光滑圆棒拉伸试件的颈缩问题。首先给出了采用计算机模拟确定各向同性韧性材料真实应力-应变曲线的具体方法;对正交各向异性韧性材料的分析表明,颈缩截面呈椭圆形,其长短轴方向的等效塑性应变基本上均匀分布,与Bridgman假设一致;轴向拉伸载荷-位移曲线与其它两方向的各向异性参数关系不大。在此基础上,建议了一种确定正交各向异性韧性材料真实应力-应变曲线的方法。 展开更多

关键词 正交各向异性韧性材料 应力-应变关系 大变形 弹塑性 有限元方法 计算机模拟 Bridgman假设 颈缩 光滑圆棒拉伸试件

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7075薄壁件二维单刃切削的有限元仿真 被引量：2

20

作者 赵丽丽 张以都 邬亮 《航空制造技术》 2005年第8期74-77,共4页

利用MSC.Marc软件,采用弹塑-热耦合有限元方法模拟出刀具在切削7075薄壁件过程中各变形区内温度、应力、应变以及切削力的分布。刀具前方为压应力,刀具后方为拉应力,刀具经过的表面薄层内存在较大的切削残余应力。仿真结果可为夹具设计... 利用MSC.Marc软件,采用弹塑-热耦合有限元方法模拟出刀具在切削7075薄壁件过程中各变形区内温度、应力、应变以及切削力的分布。刀具前方为压应力,刀具后方为拉应力,刀具经过的表面薄层内存在较大的切削残余应力。仿真结果可为夹具设计以及切削参数优化提供帮助。 展开更多

关键词 弹塑-热耦合有限元方法 刀具 7075薄壁件 切削工艺 温度 应力 应变 切削力

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