基于P-犹豫模糊集与VIKOR的绿色产品设计多属性决策方法 被引量：1

1

作者 鲍宏 李红真 +2 位作者 刘天赐 柯庆镝 张俊国 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3492-3501,共10页

针对绿色产品设计属性不确定及其关联关系的复杂性问题,提出一种基于P-犹豫模糊集与多准则妥协解排序(VIKOR)法的绿色产品设计多属性决策方法。利用Pythagorean犹豫模糊数度量产品属性及其特征值得到专家初始权重;考虑绿色设计决策者及... 针对绿色产品设计属性不确定及其关联关系的复杂性问题,提出一种基于P-犹豫模糊集与多准则妥协解排序(VIKOR)法的绿色产品设计多属性决策方法。利用Pythagorean犹豫模糊数度量产品属性及其特征值得到专家初始权重;考虑绿色设计决策者及属性关联,运用λ-模糊测度、Shapley值和交叉熵得到决策者及属性关联权重;以综合最大化整体效用和最小化个体遗憾为目标,基于VIKOR法对绿色产品设计方案进行排序选择;最后通过实例分析验证方法的合理性和有效性。研究结果显示,该方法既可以综合绿色设计决策者心理,有效区分不同绿色设计方案之间的差别,又可以描述绿色设计决策者和属性间的关联关系,为绿色产品设计多属性决策提供了一种可行的方法。 展开更多

关键词 P-犹豫模糊集 VIKOR方法 绿色产品设计 多属性决策

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基于脉冲涡流监测与Wiener过程的再制造工作辊实时剩余寿命预测方法

2

作者 宋守许 徐瑞 +2 位作者 蔚辰 李想 柯庆镝 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3208-3220,共13页

再制造工作辊在热轧工作过程中熔覆层易发生复杂的退化行为,而其性能退化会影响轧制产品的质量。为实时监测轧辊退化情况并预测其剩余寿命,构建一套在线脉冲涡流监测方法和系统,采用变分模态分解-希尔伯特变换(VMD-Hilbert)方法提取0~50... 再制造工作辊在热轧工作过程中熔覆层易发生复杂的退化行为,而其性能退化会影响轧制产品的质量。为实时监测轧辊退化情况并预测其剩余寿命,构建一套在线脉冲涡流监测方法和系统,采用变分模态分解-希尔伯特变换(VMD-Hilbert)方法提取0~5000 Hz频率边际谱能量和的增量作为轧辊退化特征。基于此,构造考虑个体差异的状态退化空间模型,结合最大期望(EM)算法和Kalman平滑滤波算法联合对模型中未知参数进行自适应参数估计,并利用层次分析法融合监测的历史数据与实时数据,以实现对再制造工作辊实时剩余寿命预测。实验结果表明,所提方法能够准确预测再制造工作辊剩余寿命,具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 剩余寿命预测 再制造 工作辊 脉冲涡流 WIENER过程

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铝锰钪锆选区激光熔化成形过程介观尺度数值模拟

3

作者 李新宇 周永铧 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期584-592,603,共10页

选区激光熔化(SLM)制造零件的微观结构和缺陷与SLM单/双熔道成形质量密切相关,实验方法难以在介观尺度下解释物理现象复杂的熔道成形规律。以铝锰钪锆合金为成形材料,建立SLM介观尺度下的单/双熔道数值模型,完成SLM单/双熔道成形实验并... 选区激光熔化(SLM)制造零件的微观结构和缺陷与SLM单/双熔道成形质量密切相关,实验方法难以在介观尺度下解释物理现象复杂的熔道成形规律。以铝锰钪锆合金为成形材料,建立SLM介观尺度下的单/双熔道数值模型,完成SLM单/双熔道成形实验并验证模型的准确性。借助数值模型研究SLM熔池演变的基本规律;研究在200~400 W的激光功率下,单熔道形貌、熔池温度与熔池尺寸等熔池特征随激光功率的变化规律,发现激光功率为360 W、扫描速度为1.0 m/s时,单熔道成形质量最好;研究在360 W的激光功率、1.0 m/s的扫描速度下,扫描间距为60μm、80μm和120μm时双熔道搭接行为、双熔道形貌演变规律,发现扫描间距为80μm时双熔道成形质量好,成形效率高;结合多熔道SLM成形实验筛选出合适的体积能量密度(VED),在107~139 J/mm~3的VED范围内,成形熔道连续、光滑。借助该模型可初步预测关键工艺参数,减少工艺参数优化成本。 展开更多

关键词 选区激光熔化 铝锰钪锆合金 体积能量密度 熔池

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零件表面损伤对再制造修复件承载能力影响的超声相控阵检测研究 被引量：12

4

作者 黄海鸿 刘文杰 +2 位作者 钱正春 王江龙 柯庆镝 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第7期32-41,共10页

零件使用过程中出现的表面损伤会影响其再制造修复时的界面结合质量,从而降低承载能力。为得到零件表面损伤大小对修复件承载能力的影响,对表面预制不同宽度损伤的基体材料进行等离子喷焊再制造修复,采用超声相控阵对施加三点弯曲载荷... 零件使用过程中出现的表面损伤会影响其再制造修复时的界面结合质量,从而降低承载能力。为得到零件表面损伤大小对修复件承载能力的影响,对表面预制不同宽度损伤的基体材料进行等离子喷焊再制造修复,采用超声相控阵对施加三点弯曲载荷的修复件进行检测。根据检测结果,提取A扫波形图中二次底波声程,得到不同载荷下二次底波声程变化曲线,根据曲线转折点得出修复件界面裂纹萌生时的载荷F_A;通过定量化处理C扫俯视图中缺陷并计算其面积占比,得到不同载荷下缺陷面积占比的变化曲线,根据曲线转折点得出界面初始缺陷演化时的载荷F_C。结果表明,F_A和F_C都能够反映修复件承载能力与基体表面损伤的线性关系;在误差小于5%的前提下,表面损伤宽度每增加1 mm,修复件承载能力约下降0.1 kN;并且相较于F_A,F_C的大小降低了11.12%,从而能够建立表面损伤对修复件承载能力的影响规律,为评定表面损伤零件的再制造质量提供了及时有效的途径。 展开更多

关键词 表面损伤 承载能力 超声相控阵 A扫波形图 C扫俯视图

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抑制永磁同步电机转矩脉动的转子再设计方法 被引量：10

5

作者 宋守许 李诺楠 +1 位作者 杜毅 刘涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2084-2090,2134,共8页

为抑制再制造永磁同步电机的转矩脉动,提出了单一极内偏心槽、组合偏心槽、磁桥优化的递进再设计方法。以车用JEEMC01003B型永磁同步电机为研究对象,解析了单一极内偏心槽和组合偏心槽对齿槽转矩和谐波转矩的影响。在此基础上进行了磁... 为抑制再制造永磁同步电机的转矩脉动,提出了单一极内偏心槽、组合偏心槽、磁桥优化的递进再设计方法。以车用JEEMC01003B型永磁同步电机为研究对象,解析了单一极内偏心槽和组合偏心槽对齿槽转矩和谐波转矩的影响。在此基础上进行了磁桥再设计,综合优化了转矩脉动。研究结果表明:与原电机相比,再制造电机的转矩脉动减小了3%,平均转矩增大了0.2N·m,齿槽转矩减小了6%,铁耗减少了4.7W/kg,磁密畸变率降低了5.6%,效率提高至97.60%,电机性能明显得到提升。 展开更多

关键词 再制造电机 偏心槽 磁桥 转矩脉动 再设计

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混合定子铁心再制造电机三维温度场分析 被引量：11

6

作者 宋守许 胡孟成 +2 位作者 杜毅 左昊 章帆 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期33-42,共10页

针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合... 针对混合定子铁心再制造电机的温度场计算问题,依据热传导及有限元理论方法,采用等效热网路法和有限元仿真法计算了再制造电机的三维温度场。分析了混合定子铁心磁密轴向分布情况,提出一种混合定子铁心铁耗的精确计算方法,计算得到混合定子不同材料段铁耗;建立了混合定子铁心再制造电机热网络模型,利用等效热网络法计算得到节点温度;计算了混合定子铁心轴向生热率,利用定子铁心按损耗分布加载的精确温度场仿真方法对再制造电机和原电机的温度场分布进行研究,得到了再制造电机的温度分布规律,并分析了原因。制造了混合定子铁心再制造电机样机并进行了温升实验,验证了计算结果的正确性。 展开更多

关键词 混合定子铁心 再制造电机 等效热网络法 有限元法 磁密分布 温度场

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基于支持向量回归的熔丝制造3D打印能效优化模型 被引量：5

7

作者 鲍宏 杨靖 +2 位作者 柯庆镝 李红真 么永政 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期2215-2226,共12页

基于响应面法和支持向量回归模型对熔丝制造3D打印能效进行预测与优化。首先,利用田口方法设计六因素三水平正交试验,通过响应面法分析得出对加工能效影响较为显著的3个因素即层高、打印速度和热床温度;然后,通过支持向量回归方法建立... 基于响应面法和支持向量回归模型对熔丝制造3D打印能效进行预测与优化。首先,利用田口方法设计六因素三水平正交试验,通过响应面法分析得出对加工能效影响较为显著的3个因素即层高、打印速度和热床温度;然后,通过支持向量回归方法建立加工能效预测模型,并与BP神经网络方法进行对比,结果表明支持向量回归方法建模预测性能更优;最后,建立以加工时间和能效为目标的优化模型,利用NSGA-Ⅱ、MOEA/D、SPEA2和MOPSO 4种算法分别对模型进行求解,分析比较4种算法的Pareto前沿,结果表明NSGA-Ⅱ算法在求解此问题时综合表现最佳,对比NGSA-Ⅱ算法求得的优化结果与试验结果可知,NSGA-Ⅱ算法具有有效性和合理性。 展开更多

关键词 熔丝制造 能效 支持向量回归 多目标优化

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混合定子铁心再制造电机应变数值仿真与转矩不平衡分析 被引量：1

8

作者 宋守许 胡孟成 +1 位作者 杜毅 罗润东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1080-1088,共9页

提出将永磁电机的机壳、端盖、转子等零部件留用,定子铁心更换为由非晶合金叠片和硅钢叠片轴向混合叠压而成的混合定子铁心的永磁电机再制造方式。以一台混合定子铁心再制造电机为对象,分析了电机的空载气隙磁密轴向分布规律;计算了非... 提出将永磁电机的机壳、端盖、转子等零部件留用,定子铁心更换为由非晶合金叠片和硅钢叠片轴向混合叠压而成的混合定子铁心的永磁电机再制造方式。以一台混合定子铁心再制造电机为对象,分析了电机的空载气隙磁密轴向分布规律;计算了非晶合金定子和硅钢定子对应的径向力密度,应用电磁机械耦合模型对再制造电机应变进行数值分析;研究了再制造电机单位电磁转矩轴向分布规律,给出了再制造电机电磁转矩计算公式,发现了非晶合金定子和硅钢定子对应电磁转矩不相等引起的转矩不平衡现象,分析了转矩不平衡对转子铁心的影响。制作了再制造电机并进行了振动试验,试验结果证明了分析的正确性。 展开更多

关键词 混合定子铁心 再制造电机 电磁转矩 转矩不平衡 应变数值仿真

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ZL101A铝合金TIG修复色差的实验研究 被引量：1

9

作者 张腾飞 周丹 +1 位作者 刘建丽 李柏青 《热加工工艺》 北大核心 2022年第15期112-116,127,共6页

为了改善铝合金焊接修复后的色差,提升修复产品的美观性,对ZL101A铝合金TIG焊接色差产生的机理进行了分析,研究了粗糙度、金相组织对色差的影响。结果表明:随着表面粗糙度的降低,焊接色差先增大后减小;金相组织中黑色Si相的析出导致色... 为了改善铝合金焊接修复后的色差,提升修复产品的美观性,对ZL101A铝合金TIG焊接色差产生的机理进行了分析,研究了粗糙度、金相组织对色差的影响。结果表明:随着表面粗糙度的降低,焊接色差先增大后减小;金相组织中黑色Si相的析出导致色差增大,灰色相Mg_(2)Si析出时色差相对较小,但随着Mg_(2)Si的粗大和密集,色差增大。 展开更多

关键词 ZL101A铝合金 焊接色差 粗糙度 金相组织

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基于GRU神经网络的电动汽车IGBT模块剩余寿命预测研究 被引量：2

10

作者 李新宇 孟子民 +1 位作者 盛光鸣 刘志峰 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第11期25-32,共8页

为获取老旧电动汽车中拆解的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块在再制造时的剩余寿命,提出经典循环神经网络的变体,即GRU神经网络的IGBT模块剩余寿命预测模型。分析IGBT模块的内部结构及老化失效机理,明确老化失效的具体形式,结合IGBT模块... 为获取老旧电动汽车中拆解的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块在再制造时的剩余寿命,提出经典循环神经网络的变体,即GRU神经网络的IGBT模块剩余寿命预测模型。分析IGBT模块的内部结构及老化失效机理,明确老化失效的具体形式,结合IGBT模块功率循环试验的老化数据,确定通态饱和压降作为模块老化失效特征量。通过试验构建最优参数的GRU神经网络剩余寿命预测模型,完成对老化失效特征量的预测,并与同样是经典循环神经网络另一种变体LSTM网络预测模型进行对比。结果表明:经过优化参数的GRU网络模型的均方根误差为0.0046,平均绝对误差为0.0041,决定系数为99.96%,相对LSTM网络精度更高,更适合所选IGBT模块的剩余寿命预测,同时检测的时间成本更低,更能提高IGBT模块再制造时的检测与生产效率。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 GRU 神经网络 剩余寿命预测

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基于颜色直方图的电路板表面缺陷检测 被引量：3

11

作者 仰梓淮 黄海鸿 +3 位作者 刘贺 刘赟 李新宇 刘志峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2296-2305,共10页

为了提高废旧电路板的回收再利用率,针对回收电路板常见表面缺陷,在均匀分块基础上,提出了四叉树分裂颜色直方图缺陷检测方法。该方法能快速定位电路板表面缺陷,并通过支持向量机(SVM)实现缺陷分类,进而为电路板的二次利用提供质量保障... 为了提高废旧电路板的回收再利用率,针对回收电路板常见表面缺陷,在均匀分块基础上,提出了四叉树分裂颜色直方图缺陷检测方法。该方法能快速定位电路板表面缺陷,并通过支持向量机(SVM)实现缺陷分类,进而为电路板的二次利用提供质量保障。重点分析了分块大小与判断阈值对缺陷定位结果的影响,在保证检测精度的同时,检测速度相比均匀分块方法得到明显提升。与Faster-RCNN网络方法进行对比,结果表明该方法定位效果好,分类准确率平均达81%。 展开更多

关键词 机器视觉 二次利用电路板 表面缺陷检测 颜色直方图 四叉树分裂

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基于涂层材料分布状态的超声应力反演模型构建

12

作者 柯庆镝 罗俊友 +1 位作者 蒋守志 黄海鸿 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期2230-2237,共8页

随着金属增材制造工艺的工业化应用,涂层成形过程中残余应力及其超声无损检测技术日益受到重视,但涂层结构中材料复杂分布状态使其局部声弹性特征不确定,导致出现一定的误差。针对这一问题,通过分析涂层结构材料区域分布,提出其应力反... 随着金属增材制造工艺的工业化应用,涂层成形过程中残余应力及其超声无损检测技术日益受到重视,但涂层结构中材料复杂分布状态使其局部声弹性特征不确定,导致出现一定的误差。针对这一问题,通过分析涂层结构材料区域分布,提出其应力反演方法。首先,基于声弹性理论,分析不同材料及应力分布下超声传播及信号演化过程。其次,结合等离子喷焊增材工艺中涂层结构不同区域的成形过程,分析涂层结构的材料分布状态,重点讨论结合区域的材料分布规律及其声弹性特征表达,构建涂层结构的应力反演模型。最后,采用等离子喷焊增材工艺,设计并制备基体材料(C45E4)和涂层材料(Cu)的涂层结构试件,开展拉/压应力下的超声检测试验,通过实测值与模型值的比较分析,验证了所提出的涂层结构应力反演模型的有效性,并分析了模型在涂层结构应力检测中的可行性,可将其作为等离子喷焊增材工艺中涂层成形质量评估及状态监测的方法支撑。 展开更多

关键词 涂层结构 超声检测 声弹性特征 增材制造 材料分布

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激光表面织构对过盈配合界面微动损伤的影响 被引量：4

13

作者 殷超超 黄海鸿 +1 位作者 周丹 刘志峰 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1478-1485,共8页

采用自主研制的过盈配合微动试验装置,研究了激光表面织构对过盈配合界面在服役过程中微动损伤特性的影响.以列车转向架为研究对象,采用激光打标机对空心轴外表面进行织构化处理,通过WPA-20型试验机对织构化试样进行微动损伤试验,研究... 采用自主研制的过盈配合微动试验装置,研究了激光表面织构对过盈配合界面在服役过程中微动损伤特性的影响.以列车转向架为研究对象,采用激光打标机对空心轴外表面进行织构化处理,通过WPA-20型试验机对织构化试样进行微动损伤试验,研究了不同载荷频次下过盈配合界面微动损伤的演变特性.试验结果表明:激光表面织构增强了空心轴外表面的表面强度,显著减小了空心轴外表面服役过程中的微动损伤.分别从微观结构、残余应力和电子功函数三方面对试验结果进行分析,经过织构化处理后,试样表层材料的细晶强化和位错强化有效地提高了轴过盈配合表面强度;试样表面的残余压应力延缓了轴过盈配合表面微动损伤的扩展;同时,试样表面的电子功函数增加了4.4%,提高了表面材料的抗剥离性. 展开更多

关键词 激光表面织构 微动损伤 细晶强化 残余应力 电子功函数

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基于机器学习的液压驱动单元能耗建模方法 被引量：3

14

作者 左昊 王玉琳 +1 位作者 金瑞 黄海鸿 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第5期582-588,619,共8页

变速变排量液压驱动单元是一种泵控液压驱动单元,可以通过改变电机转速和泵排量调整其输出流量,提高输出流量和液压执行器需求流量的匹配程度,同时提高电机和液压泵的能效。文章针对变速变排量液压驱动单元能效模型存在难求解和不精确... 变速变排量液压驱动单元是一种泵控液压驱动单元,可以通过改变电机转速和泵排量调整其输出流量,提高输出流量和液压执行器需求流量的匹配程度,同时提高电机和液压泵的能效。文章针对变速变排量液压驱动单元能效模型存在难求解和不精确的问题导致相应节能控制策略难以实现的情况,基于机器学习算法提出一种能耗建模方法,实现驱动单元的能耗预测;基于实验平台采集的能耗数据,采用6种独立的机器学习模型(岭回归、支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)、极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)、逆向传播神经网络(back-propagation neural network,BPNN))和1种堆叠模型进行能耗建模,并采用均方根误差(root mean squared error,RMSE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)和决定系数R^(2)对模型进行评估。结果表明,使用集成学习中堆叠模型构建的能耗预测模型在测试集中有最好的预测精度。 展开更多

关键词 能耗模型 变速变排量液压驱动单元 机器学习 堆叠模型

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基于组合神经网络的钨极氩弧焊环境负荷预测 被引量：1

15

作者 蒋伟琪 黄海鸿 +2 位作者 刘赟 李磊 刘志峰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期77-85,I0008,共10页

以钨极氩弧焊为例,搭建焊接环境负荷定量预测模型.通过正交试验法确定GTAW环境负荷排放的关键影响因素为焊接电流、喷嘴高度和焊接时间;建立基于RBF-BP(Radial Basis Function-Back Propagation)组合神经网络的GTAW环境负荷排放模型,对... 以钨极氩弧焊为例,搭建焊接环境负荷定量预测模型.通过正交试验法确定GTAW环境负荷排放的关键影响因素为焊接电流、喷嘴高度和焊接时间;建立基于RBF-BP(Radial Basis Function-Back Propagation)组合神经网络的GTAW环境负荷排放模型,对不同焊接参数下的环境负荷进行预测.结果表明,RBF-BP组合神经网络模型的预测结果(平均误差6.63%)与实际值拟合程度高;焊接电流、喷嘴高度、焊接时间与各环境负荷产生量均呈正相关趋势.建立的预测模型可为降低焊接环境负荷排放和制定合理焊接工艺路线提供数据支持. 展开更多

关键词 钨极氩弧焊 焊接排放 正交试验 神经网络 预测模型

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基于风道系统模块化建模的翅片管蒸发器结构优化 被引量：1

16

作者 夏瑞泽 黄海鸿 +3 位作者 魏邦福 倪晨曦 李乾坤 刘志峰 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期592-600,共9页

为提高翅片管蒸发器空气侧换热效率,减小蒸发器阻力,以模块化建模计算方法与多变量线性回归算法相结合的方式分别构建蒸发器流量、压降与蒸发器结构参数映射关系模型。在映射关系模型的基础上,以最大化传热因子与最小化摩擦因子为优化目... 为提高翅片管蒸发器空气侧换热效率,减小蒸发器阻力,以模块化建模计算方法与多变量线性回归算法相结合的方式分别构建蒸发器流量、压降与蒸发器结构参数映射关系模型。在映射关系模型的基础上,以最大化传热因子与最小化摩擦因子为优化目标,以蒸发器排间距与管间距为设计变量,使用NSGA-Ⅱ多目标算法寻优并获得最优解集。从最大化空气侧换热效率、最小化空气侧摩擦、损失少量换热效率换取摩擦显著降低和折中考虑换热效率与摩擦四个角度进一步分析最优解集,获取四种情况下最优解并进行验证。结果表明:优化结果与仿真结果误差不超过5.6%,且相比于原始尺寸参数蒸发器换热效率与阻力特性均有不同程度提升。 展开更多

关键词 翅片管蒸发器 多目标优化 传热因子 摩擦因子 NSGA-Ⅱ

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