受简谐基础激励作用的结构频响拓扑优化

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作者 周大为 张盛 +2 位作者 陈飙松 李云鹏 周昳鸣 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期346-352,共7页

研究了在简谐基础激励作用下的频响拓扑优化问题。首先,推导了结构在简谐基础激励作用下的动力学控制方程;其次,在人工变密度法的框架下基于伴随法推导了结构指定位置的频响振幅的灵敏度列式,并应用RAMP模型以抑制局部模态问题。在结构... 研究了在简谐基础激励作用下的频响拓扑优化问题。首先,推导了结构在简谐基础激励作用下的动力学控制方程;其次,在人工变密度法的框架下基于伴随法推导了结构指定位置的频响振幅的灵敏度列式,并应用RAMP模型以抑制局部模态问题。在结构响应分析和灵敏度计算环节使用广义模态截断扩增法(GMTAM)以兼顾计算成本与精度。通过典型数值算例验证了本文灵敏度列式的正确性,并进一步考虑一致与非一致两类基础激励情况下的拓扑优化问题,对拓扑优化模型进行了讨论,优化结果验证了提出方法的有效性。 展开更多

关键词 简谐基础激励 拓扑优化 频响振幅 灵敏度分析 广义模态截断扩增法(GMTAM)

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改进锤击法试验模态分析技术的研究 被引量：43

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作者 刘军 高建立 +1 位作者 穆桂脂 谢文磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期174-177,共4页

介绍了基于自主开发的信号采集分析系统(VTCL-DSP)、试验模态分析系统(VTCL-MDT)软件和以NI-USB9215A信号采集器、三向加速度传感器为核心的硬件而搭建的锤击法试验模态分析系统。引入了测量点响应矢量概念,采用定时长采集和变时基提取... 介绍了基于自主开发的信号采集分析系统(VTCL-DSP)、试验模态分析系统(VTCL-MDT)软件和以NI-USB9215A信号采集器、三向加速度传感器为核心的硬件而搭建的锤击法试验模态分析系统。引入了测量点响应矢量概念,采用定时长采集和变时基提取技术获取触发过程的激励力和响应信号。探讨了单点激励多点三向量响应模态试验分析方法来获得结构的完整模态振型的优点。给出了某SUV动力总成和某跑车白车身模态分析的应用实例,结果表明,系统具有较高的实用性,对试验模态的改进有推动作用。 展开更多

关键词 锤击法 模态分析 频率响应函数 变时基 动力总成

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模态力法用于机床结构系统动态分析的研究 被引量：8

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作者 陈卫福 孙建光 +2 位作者 范晋伟 宋国荣 伍良生 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 2000年第1期53-57,共5页

提出了一个适用于机床结构系统动态性能分析的高效而精确的计算方法．通过对机床中零件间多种复杂连接关系的研究，建立了分析模型装配技术，从而把零件有限元分析、结合面特征与模态综合紧密集成在一起，同时，为了提高模态综合精度和... 提出了一个适用于机床结构系统动态性能分析的高效而精确的计算方法．通过对机床中零件间多种复杂连接关系的研究，建立了分析模型装配技术，从而把零件有限元分析、结合面特征与模态综合紧密集成在一起，同时，为了提高模态综合精度和满足机床结构薄弱区域识别的需要，建立了若干新的计算公式该方法具有计算速度快、精度高，对硬件环境要求低等优点，为结构布局修改及优化设计提供了高效手段． 展开更多

关键词 模态力法 有限元分析 机床结构系统 动态分析

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子结构综合法辨识结合部的特征参数 被引量：12

4

作者 李玲 蔡力钢 +2 位作者 郭铁能 刘志峰 赵永胜 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期439-444,533,共6页

为了获取结合部的等效刚度与阻尼参数,采用子结构综合法来建立结合部辨识方程式,利用模型更新的方法修正已知模型,使修正的模型与已知模型等效,并利用修正的模型来获取所需的频响函数,从而根据完备频响函数辨识出结合部参数。为了保证... 为了获取结合部的等效刚度与阻尼参数,采用子结构综合法来建立结合部辨识方程式,利用模型更新的方法修正已知模型,使修正的模型与已知模型等效,并利用修正的模型来获取所需的频响函数,从而根据完备频响函数辨识出结合部参数。为了保证数值计算的稳定性,采用最小二乘原理将矛盾方程转化为定解方程,并引入加权的概念,使得被测数据能够充分利用。最后通过两个仿真算例来验证该方法的可行性和工程实用性。仿真结果可以看出,该方法具有较高的辨识精度。 展开更多

关键词 线性结合部 辨识方法 子结构综合法 频响函数

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模态参数识别中频响函数估计的最小二乘优化 被引量：11

5

作者 陆冬 汤宝平 +1 位作者 何启源 魏玉果 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期6-10,共5页

模态参数识别的精度将会直接影响到机械结构系统动力特性分析的质量,而频响函数的估计精度对模态参数识别精度影响很大.工程中通常借助FFT采用功率谱平均估计频响函数.由于FFT过程中截断及舍入等误差的存在以及噪声的影响不能完全克服,... 模态参数识别的精度将会直接影响到机械结构系统动力特性分析的质量,而频响函数的估计精度对模态参数识别精度影响很大.工程中通常借助FFT采用功率谱平均估计频响函数.由于FFT过程中截断及舍入等误差的存在以及噪声的影响不能完全克服,采用此方法估计的频响函数来识别模态参数,其精度受到影响.因此,在分析频响函数的理论值与功率谱平均估计值的误差函数的基础上,应用最小二乘法对频响函数的估计进行优化.通过实测试验对该方法的有效性进行了验证.试验结果表明:采用优化后的频响函数识别的阻尼固有频率和阻尼比比没有优化直接峰值搜索得到的结果更接近真实的结果,该方法能够提高模态参数识别的精度. 展开更多

关键词 模态参数识别 频响函数 最小二乘法 精度

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模态分析技术在轨道系统动力学研究中的应用 被引量：6

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作者 齐法琳 罗林 管迪华 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期1-8,共8页

铁路高速及重载的发展对轨道动力学提出了更高的要求，文章针对轨道系统特别是枕下结构的复杂性，探讨了利用模态分析及模态综合方法分离出枕下系统的传递特性函数，以对其进行系统及参数辨识。

关键词 模态分析 轨道动力学 频响函数 子结构

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基于固定界面子结构模态的频响函数精确综合法 被引量：7

7

作者 应祖光 叶淑琴 金林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期132-133,共2页

提出基于固定界面子结构模态的双协调结构频响函数精确综合方法。首先用固定界面子结构的中高阶模态与精确剩余约束模态表达子结构频域位移;再利用界面力与位移的协调关系进一步消去界面自由度,建立双协调的精确缩聚变换;然后根据里兹法... 提出基于固定界面子结构模态的双协调结构频响函数精确综合方法。首先用固定界面子结构的中高阶模态与精确剩余约束模态表达子结构频域位移;再利用界面力与位移的协调关系进一步消去界面自由度,建立双协调的精确缩聚变换;然后根据里兹法,得到结构精确综合的频域运动方程与频响函数;最后通过数值结果验证该方法的综合能力与准确性。 展开更多

关键词 结构振动 频响函数 固定界面子结构 精确综合法

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固定谐振荷载作用下曲线轨道动力响应特性研究 被引量：4

8

作者 杜林林 刘维宁 +1 位作者 刘卫丰 马龙祥 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第20期233-239,247,共8页

将曲线轨道视为周期性离散支撑结构,根据周期性结构的振动特性,通过引入移动荷载作用下曲线轨道梁的数学模态以及广义波数,得出曲线轨道梁频域响应的级数表达,进而求解固定谐振荷载作用下曲线轨道梁平面外弯扭耦合振动的响应特性。通过... 将曲线轨道视为周期性离散支撑结构,根据周期性结构的振动特性,通过引入移动荷载作用下曲线轨道梁的数学模态以及广义波数,得出曲线轨道梁频域响应的级数表达,进而求解固定谐振荷载作用下曲线轨道梁平面外弯扭耦合振动的响应特性。通过计算不同频率固定谐振荷载作用下曲线轨梁的动力响应,可以求得曲线轨梁垂向位移频响特性。对单层离散点支撑轨道模型进行计算分析可知:曲线轨道梁一阶自振频率受扣件支点垂向支撑刚度、垂向支撑阻尼系数、扣件支点间距变化影响较大,扣件支点垂向支撑刚度增加时轨梁一阶自振频率提高,垂向支撑阻尼系数增加时轨梁一阶自振频率略有减少,扣件支点间距减小时轨梁一阶自振频率提高;扣件支点间距对曲线轨梁频响特性具有显著的影响,跨中处一阶pinned-pinned共振峰幅值及支点处反共振峰幅值随支点间距的增加而变大;曲线半径对地铁轨道轨梁垂向位移频响特性几乎没有影响。 展开更多

关键词 曲线轨道 弯扭耦合 周期结构 频响特性

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频响函数计算的高精度级数展开法 被引量：5

9

作者 瞿祖清 傅志方 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第2期144-148,共5页

把作者近期提出的用于频响函数计算的级数展开法进行了推广，使其计算精度进一步提高，并且能适用于自由－自由系统。数值示例表明，本文提出的方法是有效的。

关键词 结构动力分析 频响函数 模态截断 级数展开法

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考虑连接动态特性的子结构综合方法 被引量：5

10

作者 胡彦超 陈章位 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1404-1409,共6页

在Jetmundsen基于频响函数的子结构综合方法的基础上,引入子结构间的相关项(各子结构间已连接的自由度)和连接部件的动态特性,提出了考虑连接部件动态特性的子结构综合方法.应用该方法对3个子结构进行了子结构综合分析实验,并给出其在... 在Jetmundsen基于频响函数的子结构综合方法的基础上,引入子结构间的相关项(各子结构间已连接的自由度)和连接部件的动态特性,提出了考虑连接部件动态特性的子结构综合方法.应用该方法对3个子结构进行了子结构综合分析实验,并给出其在结构优化设计中的一个应用.实验结果表明该方法正确有效.该子结构综合方法是Jetmundsen方法的改进,使子结构连接不再局限于刚性连接,并具有易于实现结构优化设计等优点. 展开更多

关键词 频响函数 子结构综合方法 连接动态特性 结构优化设计

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基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数预测方法 被引量：5

11

作者 朱坚民 何丹丹 张统超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期142-151,共10页

为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余... 为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余刀杆、过渡段以及多段刀齿。将铣刀分为对称型铣刀和非对称型铣刀两类,并针对每类铣刀各部分分别进行精确建模。以多把2刃和4刃铣刀为研究对象,进行实验测试,比较本文方法、等效质量法预测的铣刀刀尖点频响函数与实测刀尖点频响函数之间的差异,分析结果表明:该方法比等效质量法具有更高的预测精度,所预测频响函数的固有频率与实测频响函数固有频率的相对误差在5%以内。 展开更多

关键词 刀尖点频响函数预测 响应耦合子结构分析法 等效质量法 铣刀精确建模 实验模态测试

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直接利用传递函数对分叉结构进行模态综合 被引量：1

12

作者 白英 陈渠昌 《农机化研究》 北大核心 2005年第1期97-99,共3页

建立了一种直接利用传递函数对分叉结构进行模态综合的方法。传统的方法一般都需要对大矩阵进行求逆运算,而此方法只涉及分叉结构结合部的传递函数矩阵的求逆,因此求逆计算量很小,特别是当直接采用传递函数的测量值进行模态综合时,就更... 建立了一种直接利用传递函数对分叉结构进行模态综合的方法。传统的方法一般都需要对大矩阵进行求逆运算,而此方法只涉及分叉结构结合部的传递函数矩阵的求逆,因此求逆计算量很小,特别是当直接采用传递函数的测量值进行模态综合时,就更体现出它的优越性。 展开更多

关键词 模态综合 分叉 结合部 传递函数矩阵 测量值

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模态参数的最小二乘复频域局部求解方法 被引量：2

13

作者 褚志刚 冉恩全 +1 位作者 叶方标 夏金凤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期35-39,共5页

为了准确识别频率响应函数不一致情况下的模态模型,建立了一种模态参数估计的最小二乘复频域局部求解新方法。以轻质板为例,在传感器质量过大导致频响函数不一致时,利用最小二乘复频域法的整体求解和局部求解两种方法分别识别了其模态... 为了准确识别频率响应函数不一致情况下的模态模型,建立了一种模态参数估计的最小二乘复频域局部求解新方法。以轻质板为例,在传感器质量过大导致频响函数不一致时,利用最小二乘复频域法的整体求解和局部求解两种方法分别识别了其模态模型。对比两者的结果可见:相比于整体求解方法,采用局部求解方法获得的轻质板模态频率与标准试验误差很小,自由状态下的模态振型与理论振型亦相一致,表明最小二乘复频域局部求解方法在频响函数不一致的情况下能够准确识别模态模型。 展开更多

关键词 模态分析 参数估计 频率响应函数 局部求解 整体求解

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柔索驱动并联加工机构的力学建模与分析 被引量：1

14

作者 汤奥斐 李言 +2 位作者 郑建明 袁启龙 成小涓 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第12期1803-1806,共4页

针对柔索驱动并联加工机构,着重分析了该系统的固有频率及动力学响应特性。构建了系统瞬态时在切削力作用下的振动模型,解算出系统的固有频率;研究了系统的切削力模型和该力作用下的系统响应问题,基于龙格库塔法对系统的受迫振动模型进... 针对柔索驱动并联加工机构,着重分析了该系统的固有频率及动力学响应特性。构建了系统瞬态时在切削力作用下的振动模型,解算出系统的固有频率;研究了系统的切削力模型和该力作用下的系统响应问题,基于龙格库塔法对系统的受迫振动模型进行数值求解.最后通过数值算例验证了该算法的可行性,并通过快速傅里叶变换(fast fourier transformation,FFT)将时域响应转变为频域解,分析了动平台质量和重心位置参数对系统稳定性的影响。 展开更多

关键词 柔索驱动并联机构 非线性切削力模型 模态分析 固有频率

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频响函数计算的级数展开法

15

作者 瞿祖清 傅志方 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 1998年第1期39-42,共4页

运用级数展开原理，导出了频响函数计算的级数展开法。该方法在非完备模态集下仍能给出高精度的频响函数，从而可在工程中广泛应用。算例表明，该算法是有效的。

关键词 频率响应函数 级数展开法 结构动力学 振动

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商用车驾驶室惯性参数辨识

16

作者 田哲文 司豪杰 +1 位作者 于根稳 宣赟 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第1期183-187,共5页

惯性参数是进行驾驶室悬置系统设计的重要参数。传统的惯性参数测试方法不仅实际操作复杂,而且难以保证测试的精度。根据驾驶室的结构特征,结合模态理论与惯性参数的关系,提出基于剩余导纳和频响函数的惯性参数辨识方法。分析了影响惯... 惯性参数是进行驾驶室悬置系统设计的重要参数。传统的惯性参数测试方法不仅实际操作复杂,而且难以保证测试的精度。根据驾驶室的结构特征,结合模态理论与惯性参数的关系,提出基于剩余导纳和频响函数的惯性参数辨识方法。分析了影响惯性参数辨识的因素,并就如何提高辨识精度提出解决方法。最后,通过模态试验得到驾驶室的频响函数曲线,并选择合适频段计算其惯性参数。结果表明,质心位置、主惯性轴方向符合驾驶室结构特点,转动惯量值数据可靠。 展开更多

关键词 振动与波 模态试验 频响函数 剩余导纳法 惯性参数

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小水线面双体船桨-轴-船体耦合振动和声辐射分析 被引量：5

17

作者 雷智洋 苏金鹏 华宏星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期17-21,共5页

针对小水线面双体船螺旋桨-轴系-船体耦合系统,利用耦合有限元方法建立了水体-螺旋桨-轴系和船体-水体子系统的耦合动力学模型,进行谐响应计算得到各个子系统轴承连接点处的导纳,把轴承作为弹性连接单元,通过频响综合得到整个系统的频... 针对小水线面双体船螺旋桨-轴系-船体耦合系统,利用耦合有限元方法建立了水体-螺旋桨-轴系和船体-水体子系统的耦合动力学模型,进行谐响应计算得到各个子系统轴承连接点处的导纳,把轴承作为弹性连接单元,通过频响综合得到整个系统的频域响应,再由边界元计算得到声场响应。该方法可考虑流固耦合螺旋桨的弹性、螺旋桨轴系与船体的耦合效应。结果表明螺旋桨激励下船体辐射声功率的特征峰值主要有轴系的一阶纵振和螺旋桨的第一、二阶同向振动湿模态,即辐射噪声谱的特征体现在轴系和螺旋桨。因此,针对螺旋桨激励下的桨-轴-船耦合系统部分的噪声,隐身设计的重要内容是螺旋桨和轴系参数的优化。该方法可对桨-轴-船体耦合系统中螺旋桨和轴系的参数分析提供高效的分析手段,从而为隐身优化设计提出明确的指导方向,具有重要工程意义。 展开更多

关键词 小水线面双体船 桨-轴-艇耦合 频响综合 声辐射

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铁路车辆车轮高频振动2D轴对称模型计算分析 被引量：1

18

作者 刘海平 吴天行 黄青青 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2010年第6期114-118,共5页

文中采用2D轴对称模型对车轮进行模态分析,以此为基础用模态迭加法计算车轮的动态响应。计算车轮动柔度代表车轮振动响应。在计算车轮动态响应时,不仅考虑了车轮的弹性模态,也考虑了车轮的刚体模态。论文深入分析了振动响应计算采用轮... 文中采用2D轴对称模型对车轮进行模态分析,以此为基础用模态迭加法计算车轮的动态响应。计算车轮动柔度代表车轮振动响应。在计算车轮动态响应时,不仅考虑了车轮的弹性模态,也考虑了车轮的刚体模态。论文深入分析了振动响应计算采用轮对和车轮模态的不同特点,在此基础上提出了改进方法。计算结果表明:包含车轴的模态和车轮的刚体模态对2000 Hz以下频段振动响应有影响。利用单个车轮和轮对的混合模态得到车轮振动响应与轮对计算结果在50-5000 Hz频率范围良好一致。 展开更多

关键词 振动与波 模态迭加法 频响函数 动柔度 车轮

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基座阻抗对浮筏系统的影响

19

作者 谷尧颖 黄修长 +1 位作者 钱振华 华宏星 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2009年第5期8-12,共5页

在浮筏系统中的基座和下层隔振器间增加阻抗变换器,以改变基座的阻抗特性,改变从激励到壳体的传递特性,使整个系统中与激励频率相近、并和舱段壳体振动相关的固有频率和激励频率错开。首先将经典的两单自由度系统的刚性基础用弹性基础取... 在浮筏系统中的基座和下层隔振器间增加阻抗变换器,以改变基座的阻抗特性,改变从激励到壳体的传递特性,使整个系统中与激励频率相近、并和舱段壳体振动相关的固有频率和激励频率错开。首先将经典的两单自由度系统的刚性基础用弹性基础取代,并在隔振系统和壳体之间插入可变阻抗的基座,通过改变基座的阻抗特性,改变传入到基座和壳体的功率流的频率特性。在此基础上,进一步针对复杂浮筏系统,研究基座阻抗的变化在各个频率段对传入基座功率流的影响,并对阻抗变换器参数进行优化。为浮筏系统中弹性基座的参数设计提供理论依据。 展开更多

关键词 振动与波 频响函数综合法 浮筏系统 阻抗变换

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基于频响函数的惯性参数识别改进方法

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作者 杜中刚 孙永厚 +3 位作者 刘夫云 叶明松 马雪峰 周星 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第10期116-122,共7页

针对质量线法难以快速精确获取大型复杂构件质量的问题,根据振动微分方程和刚体加速度变换关系,推导出频响函数与质量转化的表达式,结合几何中心对称和力矩平衡的原理,提出基于频响函数的惯性参数识别改进方法。联合Adams与Hypermesh建... 针对质量线法难以快速精确获取大型复杂构件质量的问题,根据振动微分方程和刚体加速度变换关系,推导出频响函数与质量转化的表达式,结合几何中心对称和力矩平衡的原理,提出基于频响函数的惯性参数识别改进方法。联合Adams与Hypermesh建立驾驶室和发动机总成的仿真模型,筛选振动试验获取的频响函数以识别质量,分析该方法结合质量线法识别结果的误差。通过模态试验得到简单构件和某型号卡车驾驶室总成的惯性参数,将其与MPC转动惯量平台测试的结果对比,验证该方法的工程测试精度。研究结果表明:刚体质量识别的仿真结果相对误差最大不超过0.4%,工程测量相对误差最大不超过4.6%,且该方法简单方便,降低测试成本,减小工作量,显著提高了惯性参数识别的效率。 展开更多

关键词 模态试验 惯性参数 质量计算 频响函数 质量线法 参数识别

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