W、Nb元素对冷轧辊微观组织及耐磨性影响机理研究

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作者 侯晓辉 帅美荣 +3 位作者 闫俊伟 王建梅 苗建军 李保平 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第3期243-250,共8页

为了提升二十辊冷轧机用冷轧辊的耐磨性及服役寿命,在Cr8型冷轧辊钢中添加适量W和Nb元素,辅以合适的热处理工艺,通过分析冷轧辊中碳化物析出类型、分布规律以及表面磨损形貌等特征,进一步阐明微量元素对轧辊耐磨性的影响机理。微观组织... 为了提升二十辊冷轧机用冷轧辊的耐磨性及服役寿命,在Cr8型冷轧辊钢中添加适量W和Nb元素,辅以合适的热处理工艺,通过分析冷轧辊中碳化物析出类型、分布规律以及表面磨损形貌等特征,进一步阐明微量元素对轧辊耐磨性的影响机理。微观组织分析发现:Cr8(W)钢中,W原子在晶界、位错等缺陷处偏聚,M3C碳化物析出形核点位置增加,促使析出碳化物尺寸明显减小;Cr8(W,Nb)钢中,Nb与C原子容易结合形成NbC碳化物钉扎于晶界处,对基体组织细化作用显著。摩擦磨损实验和EDS分析结果表明,W元素在基体中的固溶度较高且均匀分布,有利于提升材料硬度;然而,这种分布对于析出相阻碍位错运动形成不利影响,使得材料在循环载荷下易产生脆性剥落。W-Nb合金化实现了W元素固溶强化、NbC析出强化以及氧化层保护的多机制协同强化作用,相较于Cr8钢,Cr8(W,Nb)钢轧辊比磨损率降低了40.33%。 展开更多

关键词 冷轧辊 合金元素 微观组织 耐磨机理

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矿物绝缘电缆连续管保护套拉拔成形工艺研究 被引量：1

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作者 王少华 宋红兵 +5 位作者 张万鹏 周超 谢航 肖群星 邢煜林 王效岗 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期71-77,共7页

采用实验以及建立BP神经网络的方式,对拉拔理论公式进行验证,研究拉拔成形工艺的制定以及拉拔后焊缝对管材质量的影响。实验结果表明,对于304不锈钢焊管来说,单道次最大减径率为30.4%,伸长率最大为40%;拉拔力与减径率、工作带长度等影... 采用实验以及建立BP神经网络的方式,对拉拔理论公式进行验证,研究拉拔成形工艺的制定以及拉拔后焊缝对管材质量的影响。实验结果表明,对于304不锈钢焊管来说,单道次最大减径率为30.4%,伸长率最大为40%;拉拔力与减径率、工作带长度等影响因素成正相关,拉拔速度对拉拔力的影响不大;通过拉拔成形工艺能有效改善焊缝处的晶粒取向,使得管材沿拉拔方向有较好的成形性;建立BP神经网络训练模型,得到回归值R,表明该模型有较好的预测性,从而验证了模型的可行性。 展开更多

关键词 神经网络 拉拔力 管材拉拔 焊缝质量

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TA1/304不锈钢双金属复合材料热变形行为及热加工工艺研究

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作者 李宋宁 韩培盛 +2 位作者 邢煜林 王健 朱云龙 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期228-237,共10页

采用Gleeble-3800热模拟试验机对TA1/304不锈钢双金属复合材料进行了单轴热压缩试验,研究了双金属在变形温度为750~950℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)条件下的热变形行为,基于Arrhenius函数模型建立了其流动应力方程,根据动态材料模型绘制... 采用Gleeble-3800热模拟试验机对TA1/304不锈钢双金属复合材料进行了单轴热压缩试验,研究了双金属在变形温度为750~950℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)条件下的热变形行为,基于Arrhenius函数模型建立了其流动应力方程,根据动态材料模型绘制了0.1~0.4应变下的热加工图,并通过EDS线扫描和显微硬度分析验证了热加工图的准确性和可靠性。结果表明,TA1/304不锈钢双金属复合材料的流动应力在不同变形条件下受动态软化和加工硬化效应综合影响;所构建的流动应力方程能够较好地预测双金属热变形时的真应力,预测值与试验值的平均相对误差为3.53%;综合分析热加工图、EDS线扫描图像、显微硬度,确定TA1/304不锈钢双金属复合材料最佳热加工区间:变形温度为872~936℃,应变速率为0.0567~0.4242 s^(-1),功率耗散值为0.43。 展开更多

关键词 TA1/304不锈钢双金属 热压缩 本构方程 热加工图 界面扩散

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位移圆半径对鼓形齿联轴器周向齿对承载性能的影响研究

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作者 张文震 王建梅 +1 位作者 管永强 李厚超 《机械设计》 北大核心 2025年第9期137-143,共7页

为探究位移圆半径对鼓形齿联轴器周向齿对承载性能的影响,通过理论计算得到位移圆半径,建立多组位移圆半径下鼓形齿联轴器全齿对啮合的分析模型,开展不同倾角工况下的瞬态动力学仿真,分析不同位移圆半径下的等效应力和齿面接触应力,获... 为探究位移圆半径对鼓形齿联轴器周向齿对承载性能的影响,通过理论计算得到位移圆半径,建立多组位移圆半径下鼓形齿联轴器全齿对啮合的分析模型,开展不同倾角工况下的瞬态动力学仿真,分析不同位移圆半径下的等效应力和齿面接触应力,获得了不同倾角下位移圆半径与周向接触齿对数量和应力的函数关系。结果表明:位移圆半径和倾角会对接触齿对数产生不同程度的影响;位移圆半径会影响齿对在倾角作用下等效应力的增长率;对中状态下,周向各齿面接触应力相同,且与位移圆半径呈负相关;不对中状态下,倾角会影响周向各齿面接触应力的整体水平,接触应力的最大值会随着位移圆半径的增大而呈先减小后增大的变化趋势,位移圆半径最适合在1.40d~1.64d内取值。 展开更多

关键词 鼓形齿联轴器 位移圆半径 接触齿对数量 承载性能

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基于机器视觉的煤矿巷道掘进工作面关键工序识别方法

5

作者 陶磊 张之好 +3 位作者 王宏伟 李永安 闫志蕊 陈腾杰 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第3期345-358,共14页

为了提升煤矿掘进工作面的智能化水平,解决传统工序识别方法对传感器依赖度高、环境适应性差、图像信息利用率低的问题,提出一种基于机器视觉的煤矿巷道掘进工作面关键工序识别方法。通过分析实际掘进流程,明确“行走、截割、临时支护... 为了提升煤矿掘进工作面的智能化水平,解决传统工序识别方法对传感器依赖度高、环境适应性差、图像信息利用率低的问题,提出一种基于机器视觉的煤矿巷道掘进工作面关键工序识别方法。通过分析实际掘进流程,明确“行走、截割、临时支护、永久支护”4个典型关键工序,结合目标类别、目标运动状态和人员数量等关键特征,构建由11项关键特征构成的工序判别策略。在此基础上,提出CSIS-YOLOv11目标检测模型作为该方法的核心视觉识别模块。该模型在YOLOv11n基础上进行了3项关键改进:其一,引入对比度受限自适应直方图均衡化(CLAHE)图像增强算法,提高低照度、多尘雾复杂环境下图像的对比度与边缘清晰度,使图像特征更加突出,为后续算法提供可检测性更高的图像输入;其二,在检测头中引入SEAM注意力机制模块,利用多尺度通道建模与特征融合策略,提升多目标遮挡场景中的感知能力,增强模型对局部特征丢失与类间干扰的适应性,从而提高目标检测的鲁棒性与识别精度;其三,设计IS-IoU边界框回归损失函数,在融合Inner-IoU与Shape-IoU的基础上,引入辅助边界框对预测回归过程进行约束,同时考虑边界框形状与比例因素造成的影响,提高边界框定位精度,尤其适用于长宽比大与尺度跨度大的目标识别任务。结合自主采集与标注的煤矿掘进图像数据集开展试验,结果显示,改进后的CSIS-YOLOv11模型平均精度(mAP)达到0.929,较原始YOLOv11n模型提升3.6%,同时具备轻量化结构(参数量为2.41×10^(6))、低计算复杂度(FLOPs为5.5×10^(9))与较高实时性(检测帧率为81.7帧/s)。在此基础上构建基于B/S架构的掘进关键工序识别系统,集成视频采集、图像增强、目标检测、工序逻辑推断与可视化展示等功能模块,支持关键工序的实时识别与时长统计。系统在实验室条件下进行多工序视频识别验证,其识别准确率:未作业或其他工序为100%、行走为91.40%、截割为99.36%、临时支护为98.39%、永久支护为99.25%,总体平均识别准确率达97.84%。试验结果表明,关键工序识别方法能够满足煤矿巷道掘进工作面关键工序的智能检测要求。 展开更多

关键词 煤矿掘进 图像增强 YOLOv11 目标检测 工序识别

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基于投影光条法智能矫直系统板形检测研究 被引量：4

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作者 南无疆 朱晓宇 +2 位作者 王效岗 吴英鑫 武浩宇 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期237-244,共8页

针对多样化板材零件矫直,采用投影光条法对板形平直度检测进行了研究,旨在解决单件板材零件在矫直前、后的板形识别问题。通过研究光条图像的滤波去噪、边缘检测算法和中心线提取方法,并对条纹图像处理算法进行了大量的计算机仿真实验对... 针对多样化板材零件矫直,采用投影光条法对板形平直度检测进行了研究,旨在解决单件板材零件在矫直前、后的板形识别问题。通过研究光条图像的滤波去噪、边缘检测算法和中心线提取方法,并对条纹图像处理算法进行了大量的计算机仿真实验对比,选取了适合本系统的光条图像处理方法,实现了对板材零件的平直度计算和板形重构。研究结果表明,该系统的检测误差小于±0.5 mm,对于规则形状板材零件的板形识别,系统响应时间为1.5 s;对于有孔的不规则形状板材零件的板形识别,其系统响应时间为1.8 s。该方法可有效用于矫直系统中各类金属板材零件的平直度检测,并能显著提高矫直系统的自动化和智能化水平,是一种非接触式全局测量方法,能有效克服传统测量方式对板材表面的损伤。 展开更多

关键词 板形检测 平直度 投影光条法 图像处理 智能矫直系统

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操作参数对质子交换膜燃料电池阴极侧壁缩型流道性能的影响

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作者 史叶诚 赵富强 +1 位作者 耿振钟 王宏伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期8914-8925,共12页

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)阴极流道作为氧化剂还原的场所,流道构型和操作参数相互作用是提升电池性能的关键之一。针对PEMFC侧壁缩型流道对操作参数的设计需求,建立了一个采用阴极侧壁缩型流道的... 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)阴极流道作为氧化剂还原的场所,流道构型和操作参数相互作用是提升电池性能的关键之一。针对PEMFC侧壁缩型流道对操作参数的设计需求,建立了一个采用阴极侧壁缩型流道的三维质子交换膜电池模型,研究了在不同温度、压强和阴极化学计量比下,电化学性能、膜表面温度分布及含水量分布的变化规律。研究表明:操作参数不变时,脊背中线、流道中线的电流密度曲线呈脉冲式波动,膜表面温度曲线、膜表面水含量曲线呈现规律性波动,且脊背中线处的电流密度、温度、水含量明显高于流道中线处;操作参数变化下,当温度从50℃升高到80℃时,电流密度从0.822 A/cm^(2)增大至0.856 A/cm^(2),提高了4.1%;当压强从0.1 MPa增大至0.3 MPa时,电流密度从0.860 A/cm^(2)增大至1.500 A/cm^(2),提高了74.4%;当阴极化学计量比从10增大至90时,电流密度从1.502 A/cm^(2)提升至1.568 A/cm^(2),提高了4.4%。进一步建立了基于组合赋权法和改进雷达图法的PEMFC输出性能评价方法,得到操作参数在压强0.25~0.3 MPa、温度70~80℃、化学计量比70~90范围下,阴极的侧壁缩型流道表现出优异输出性能。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 操作参数 侧壁缩型流道 电化学性能 综合评价

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热轧工艺对不锈钢复合板焊缝组织及残余应力的影响

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作者 陈璇 乔建英 +3 位作者 李海斌 智俊杰 帅美荣 王建梅 《热加工工艺》 北大核心 2025年第24期27-35,共9页

通过轧制真空复合板,分析热轧工艺对304不锈钢焊缝微观组织及残余应力的影响,压下率分别为:0%、10%、20%、30%、30%/20%。结果表明:随着轧制压下率的增加,晶粒分布逐渐均匀,平均晶粒直径由150.3μm减小至77.9μm;部分大角度晶界转变为... 通过轧制真空复合板,分析热轧工艺对304不锈钢焊缝微观组织及残余应力的影响,压下率分别为:0%、10%、20%、30%、30%/20%。结果表明:随着轧制压下率的增加,晶粒分布逐渐均匀,平均晶粒直径由150.3μm减小至77.9μm;部分大角度晶界转变为小角度晶界(LAGB),LAGB占比由62.0%增加至89.6%;LAGB阻碍位错运动,使得位错在LAGB处聚集,几何必需位错密度由1.32×10^(13)m^(-2)增加至3.61×10^(13)m^(-2);位错密度的增加导致材料内部晶格畸变程度增加,材料内部应力状态发生改变,残余应力由23.7 MPa的残余拉应力转变为114.3 MPa的残余压应力。 展开更多

关键词 304不锈钢焊缝 真空热轧 微观组织 几何必需位错密度 残余应力

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异质金属高温变形界面元素生长扩散行为

9

作者 邬莹 帅美荣 +2 位作者 陈新毅 史靖 郭星星 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第2期228-235,共8页

以Q235碳钢棒为内芯,304不锈钢管为覆层制备了不锈钢/碳钢异质金属热压缩复合坯料,研究了不同变形温度下近界面微观形貌演变特征;基于电子探针线扫描数据,研究了不同热变形温度下Fe、Cr和Ni元素的扩散行为变化规律,揭示了界面扩散层形... 以Q235碳钢棒为内芯,304不锈钢管为覆层制备了不锈钢/碳钢异质金属热压缩复合坯料,研究了不同变形温度下近界面微观形貌演变特征;基于电子探针线扫描数据,研究了不同热变形温度下Fe、Cr和Ni元素的扩散行为变化规律,揭示了界面扩散层形貌、晶粒动态再结晶与元素扩散行为的协同性。研究结果表明,随着热变形温度的升高,受热激活过程的影响,晶界位错滑移和攀移能力增强,界面晶粒更容易发生动态再结晶;不锈钢/碳钢结合界面呈波浪状形貌,界面缝隙和气孔缺陷显著减少,导致元素扩散路径缩短,扩散距离显著增加。此外,基于复合界面元素抛物线扩散规律以及Arrhenius方程,构建了由变形温度和变形时间耦合影响的元素扩散生长动力学模型,能够精确描述近界面Fe、Cr和Ni元素的扩散距离,阐明元素扩散行为与变形工艺参数相关性机理。 展开更多

关键词 界面微观组织 动态再结晶 元素扩散行为 元素扩散生长动力学模型

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模具参数对SS316L不锈钢双极板台阶型流道冲压成形损伤值的影响 被引量：1

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作者 赵富强 程修建 +2 位作者 高智颖 张恒 张晓东 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期49-56,共8页

针对超薄金属双极板流道冲压成形过程中出现的破裂缺陷,以厚度为0.1 mm的SS316L不锈钢双极板台阶型流道为研究对象,研究了基于Normalized Cockcroft&Latham损伤模型和响应面法的模具参数对台阶型流道冲压成形损伤值的影响规律,建立... 针对超薄金属双极板流道冲压成形过程中出现的破裂缺陷,以厚度为0.1 mm的SS316L不锈钢双极板台阶型流道为研究对象,研究了基于Normalized Cockcroft&Latham损伤模型和响应面法的模具参数对台阶型流道冲压成形损伤值的影响规律,建立了以凸模圆角半径、凹模圆角半径和凸模流道高度为影响因素,台阶型流道的损伤值为目标的多元回归模型,并通过对比实验验证了回归模型预测的准确性,通过方差分析研究了各因素对损伤值的影响占比。结果表明,凸模流道高度对台阶型流道冲压成形损伤值的影响呈正相关且最为显著,其占比为62.32%,凹模圆角半径与凸模圆角半径对其损伤值的影响呈负相关,占比分别为22.33%和10.69%。通过优化模具参数,可以获得大深度无破裂的台阶型流道。 展开更多

关键词 不锈钢双极板 台阶型流道 模具参数 损伤值 冲压成形

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12Cr13马氏体不锈钢热变形行为及微观组织分析 被引量：5

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作者 周路 帅美荣 +2 位作者 田奇 张宇航 郭星星 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期160-171,共12页

基于变形温度950~1150℃、应变速率0.1~10 s^(-1)等温热压缩实验数据,构建12Cr13钢的流变应力模型和热加工图,通过研究热变形中金属的微观组织演变规律,并优化工艺,使马氏体大角度晶界以及晶界密度均显著增加。研究结果表明:在低温低应... 基于变形温度950~1150℃、应变速率0.1~10 s^(-1)等温热压缩实验数据,构建12Cr13钢的流变应力模型和热加工图,通过研究热变形中金属的微观组织演变规律,并优化工艺,使马氏体大角度晶界以及晶界密度均显著增加。研究结果表明:在低温低应变速率(950℃/0.1 s^(-1))条件下,原子空位扩散和位错滑移困难,此时动态再结晶不充分,动态回复占主导变形机制;然而在高温中应变速率(1100℃/1 s^(-1))条件下,再结晶晶粒数目显著增多,表现为锯齿状不连续动态再结晶特征,实现了晶粒细化,提高了材料的强韧性;此时δ铁素体相占比较少,δ铁素体相呈现等轴状分布,且晶界棱角形貌稳定存在。进一步研究发现,变形温度和应变速率同样对马氏体钢固态相转变影响显著,较高的变形速率对δ铁素体相的析出产生正面影响,而变形温度的影响归功于固态相变的驱动力。 展开更多

关键词 马氏体不锈钢 热变形 微观组织演变 固态相变

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基于Sine-SSA-BP算法智能矫直系统工艺参数预测 被引量：2

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作者 南无疆 王礼先 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期81-89,共9页

为了改善矫直机工艺参数与板材矫直后板形的关系,并提升板材零件的矫直精度和矫直系统的智能化程度,提出基于Sine-SSA-BP算法来构建智能辊式矫直系统工艺参数选取模型。该算法通过Sine混沌映射初始化麻雀位置,并采用Sine-SSA算法优化BP... 为了改善矫直机工艺参数与板材矫直后板形的关系,并提升板材零件的矫直精度和矫直系统的智能化程度,提出基于Sine-SSA-BP算法来构建智能辊式矫直系统工艺参数选取模型。该算法通过Sine混沌映射初始化麻雀位置,并采用Sine-SSA算法优化BP神经网络的权值和阈值来构建模型。同时,使用MATLAB软件进行仿真,仿真结果与实验结果进行对比,研究结果表明基于Sine-SSA-BP算法建立的模型可有效提升矫直工艺参数预测精度,系统预测模型的均方根误差为0.246,平均绝对百分误差为8.1%,拟合度为0.983,且模型具有更好的鲁棒性,可以为生产中矫直工艺参数选取提供指导。 展开更多

关键词 智能辊式矫直系统 Sine混沌映射 麻雀算法 BP神经网络 工艺参数

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考虑风载特征的风电机组主轴承载荷谱编制方法

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作者 陈纪光 王建梅 +1 位作者 袁彦伟 宋玉龙 《轴承》 北大核心 2024年第9期16-21,共6页

针对风电机组主轴承载荷波动大且随机性强,传统雨流外推法得到的载荷谱精度不能保证的问题,提出了一种考虑风载特征的风电机组主轴承载荷谱编制方法,采用小波包分解及长短期记忆网络进行考虑风载特征的载荷外推。与雨流外推法得到的载... 针对风电机组主轴承载荷波动大且随机性强,传统雨流外推法得到的载荷谱精度不能保证的问题,提出了一种考虑风载特征的风电机组主轴承载荷谱编制方法,采用小波包分解及长短期记忆网络进行考虑风载特征的载荷外推。与雨流外推法得到的载荷谱以及载荷趋势进行对比发现,在雨流外推法得到的幅值极大值范围内,2种方法结果基本一致,且该方法可以考虑风载特征,可更好地实现载荷外推,优化载荷谱的编制。 展开更多

关键词 滚动轴承 风电轴承 圆锥滚子轴承 载荷谱 雨流计数法 小波变换

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核磁共振测井仪复合材料刻度系统的研制

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作者 南无疆 于成 王良有 《复合材料科学与工程》 北大核心 2024年第12期113-118,125,共7页

核磁共振测井仪复合材料刻度系统的作用是把探头置入一个水套里通过采集地层孔隙流体信号进行孔隙度标定。本文对复合材料刻度系统的总体结构、筒体、筒体支架、铜箔屏蔽系统、循环系统等主要结构进行了优化设计,并通过有限元分析计算... 核磁共振测井仪复合材料刻度系统的作用是把探头置入一个水套里通过采集地层孔隙流体信号进行孔隙度标定。本文对复合材料刻度系统的总体结构、筒体、筒体支架、铜箔屏蔽系统、循环系统等主要结构进行了优化设计,并通过有限元分析计算和对产品生产工艺的优化,在不增加刻度系统总重的前提下,提升了刻度系统整体的刚度和连接处的可靠性,使产品的整体结构更趋于合理化和操作便捷化。该复合材料刻度系统成功完成了仪器的刻度任务,可作为核磁共振测井技术研究的实验平台。 展开更多

关键词 核磁共振测井仪 复合材料刻度系统 有限元分析 结构设计 粘接工艺

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