机械设计与研究

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田启华;段龙飞;周祥曼;刘勇;孙鹏飞;

2020 (02): 1-5+11.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5190

摘要 ( 3321 )

针对高压输电线路检修人员线上意外事故救援困难,研究提出了一种载人越障救援机器人方案。首先根据高压输电线路救援机器人的作业环境,对救援机器人的越障动作及救援方式进行了规划设计;其次对救援机器人的各个机械结构进行了详细设计;最后对救援机器人的关键承力件进行了静力学分析,并在此基础上对其进行了拓扑优化,实现了该零件的轻量化。本研究为高压输电线路意外事故的机械化救援提供了参考。

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西華大學机械工程与自动化学院

2020 (02): 2.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5164

摘要 ( 866 )

西华大学机械工程与自动化学院成立于1960年,现有教职工100余人,其中博士生导师3人,教授、副教授50人,归国学者10余人,在读本科生2200余人,硕士研究生300余人。经过50年的发展,形成了围绕现代制造业,从本科、硕士到联合培养博士的多层次协调发展的学科体系。现有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、自动化、工业工程、工业设计、包装工程(包装机械)6个本科专业,其中机械设计制造及其自动化为国家特色专业;拥有"四川省机械工程及自动化本科人才培养基地"、财政部"中央与地方共建机械学科基础实验室"、"四川省机械工程综合训练实验教学示范中心";拥有机械工程一级学科硕士点和机械制造及其自动化、机械电

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第四届《机械设计与研究》期刊理事会名单

2020 (02): 4.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5165

摘要 ( 930 )

理事会是期刊与理事单位进行联系、合作、交流的纽带和桥梁。组建理事会,期刊可以得到理事单位的支持,把期刊办得更好,产生更大的社会效益。理事单位可以通过期刊加强本单位宣传,提高知名度;发表论文提高本单位的学术和技术水平;通过参加期刊组织的报告会和赠阅的期刊了解机械工程有关信息,得到相

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参考文献格式要求

2020 (02): 5.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5168

摘要 ( 2118 )

1.参考文献按正文部分标注的序号依次列出,并在序号中加[]。2.对于常见的各类参考文献标注方法如下:1)著作:作者姓名,题名[M].出版地:出版者,出版年.2)期刊论文:作者姓名.题名[J].期刊名称,年,卷(期):页码.

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自由曲面磨抛机械手末端执行器柔性设计与仿真

林炳乾;郭彦青;杨韩峰;党盈伟;

2020 (02): 6-11.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5198

摘要 ( 1286 )

通过对自由曲面磨抛的运动分析,设计了一款基于双作用气缸的柔性磨抛机械手末端执行器。利用气动压力的柔顺性,既可以被动贴合曲面实现被动柔顺磨抛,又可主动进行压力调节实现活动台位姿的主动柔顺控制;建立了末端执行器机构的运动学逆解,推导了可磨抛最小曲率半径公式;利用SolidWorks和ADAMS软件建立了虚拟样机仿真模型,并对几种不同磨抛工况进行了仿真分析。结果表明:所设计的柔性末端执行器结构稳定、紧凑,对平面和自由曲面磨抛具有很好的普遍适用性。

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摆线柔性铰链的设计计算与性能分析

李成;何涛;陈明亮;陈国瑜;王传礼;

2020 (02): 12-15.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5155

摘要 ( 777 )

提出了一类基于摆线方程切口的新型柔性铰链。利用变截面梁弯曲理论推导其转动刚度数学模型,根据微元法下的胡克定律叠加原理推导其拉伸刚度的数学模型,通过有限元验证了计算公式的正确性,讨论了结构参数对转动刚度的影响关系和显著程度,比较了新型柔性铰链与传统柔性铰链的性能。分析表明转动刚度与弹性模量、宽度和最小厚度成正比,而与拱高参数成反比,且对最小厚度的变化最敏感,新型柔性铰链的柔度仅次于椭圆型,相较于圆弧型和抛物线型柔铰对载荷的敏感程度平均提高了10%和30%以上,新型摆线柔铰为柔性铰链的设计选型提供了新思路。

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基于分布压力检测的植入式膀胱尿液容量监测系统

张南;李笑;李亚鹏;彭伟鸿;关婷;

2020 (02): 16-20+26.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5199

摘要 ( 684 )

针对植入式膀胱尿液容量或压力监测装置体积大、损坏膀胱组织及与尿液接触引起感染等问题,设计了一种基于分布压力检测的植入式膀胱尿液容量监测系统。该系统由体内装置和体外装置构成,体内装置测量膀胱底部作用于压力传感器的压力信号,并通过无线传输模块发送至体外;体外装置通过磁谐振耦合无线供能向体内装置供电,并接收体内压力传感器采集的压力信号。模拟实验表明:该系统可稳定的采集膀胱压力信号并实现对膀胱尿液容量的监测,测量误差达到11.5%。系统不损坏膀胱组织、与尿液非接触、工作可靠,可为设计开发新型的便携式膀胱尿液容量监测装置提供技术指导。

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消除约束/驱动奇异的冗余驱动原理及并联腿机构设计

吕叶萍;许勇;梁诤;王威;赵传森;

2020 (02): 21-26.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5156

摘要 ( 541 )

基于约束旋量理论,提出了约束奇异、驱动奇异判别准则,推导得出了消除约束驱动奇异的冗余驱动并联机构设计原理。并据此设计了一种无奇异的R~xR~yT~z自由度冗余并联2RPS-UPU+2SPS腿机构。最后,通过剖析由约束、次生约束雅可比矩阵构成的完整雅可比矩阵的秩,验证了冗余驱动并联腿机构能够完全消除约束奇异和驱动奇异。该研究成果为无奇异并联腿机构的运动规划、性能优化、尺度综合、和运动控制奠定了必要的理论基础。

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无奇异双向犁翻转机构运动学分析与性能优化

畅博彦;张转;金国光;

2020 (02): 27-32+40.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5193

摘要 ( 554 )

翻转机构是翻转式双向犁的核心工作部件,翻转过程中如何避免或越过奇异位置是此类机构设计和应用时必须要解决的问题。根据机构学理论,将冗余自由度引入双向犁翻转机构的设计中,得到一种新型2自由度运动冗余翻转机构。首先,通过建立机构的位置和速度约束方程,得到机构的输入、输出雅可比矩阵,以输入、输出雅可比矩阵的行列式不等于零为判定条件,推导出犁架实现无奇异往复翻转运动时,机构应满足的几何约束条件。其次,基于力传递矩阵和速度雅可比矩阵,对机构的力传递性能、刚度性能和承载力性能进行分析,总结机构设计参数对各项性能指标的影响规律,得到了机构综合性能优选时的参数设置范围。所得结论可为新型特别是重型双向犁的研发提供设计思路和参考依据。

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大型回转件多模式90/180°翻转机构型综合

邱雪松;杨召;史树阳;周玉林;

2020 (02): 33-40.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5189

摘要 ( 616 )

采用回转体轴线的单位向量表示工件位姿、螺旋运动描述变姿态翻转运动方法,基于罗德里格斯公式得到了每一步翻转齐次变换矩阵与运动旋量之间的关系;根据翻转工艺要求,提出了回转体工件180°翻转的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类翻转运动模式;针对Ⅰ、Ⅲ类运动模式求解翻转运动旋量、确定运动副,对所得独立运动副进行排列运算、综合得到单模式90°/180°翻转机基本构型13种;引入轴z向移动棱柱副,二次综合得到了单模式90°/180°翻转机整体构型共17种。为解决单模式构型的局限性,将Ⅰ模式基本构型中的~xR_1~xR_2、~xR_1+~xR_2机构分别与Ⅲ模式基本构型中~xR_(1(4))~yR_(2(3))机构进行融合再建,得到5种多模式90°/180°翻转机基本构型,进一步,引入轴z向移动棱柱副,综合得到了多模式90°/180°翻转机的整体构型共68种,形成比较全面、完整的大型翻转机构型库,其中~xR_1~zP_1~xR_2构型已经成功应用于实际生产。为具有自主知识产权的大型翻转机工程设计开发提供理论指导。

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矿井救援机器人可变形行走机构设计

杨东山;魏晓华;邱来奇;吴福晓;翟建华;

2020 (02): 41-46+52.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5194

摘要 ( 809 )

针对灾变后矿井下的非结构化环境,以提高机器人的越障能力与增强机器人对地形适应能力为目标,设计出一种矿井救援机器人可变形行走机构。通过对机器人跨越垂直障碍过程的分析建立了机器人越障过程的动力学模型。在此基础上,通过ADAMS进行运动仿真,模拟机器人在平面行走的情况以及爬越台阶的运动情况。仿真结果表明:本救援机器人可变形行走机构具有良好的越障能力,同时建立机器人3D打印样机并进行实验验证,实验表明:机器人具有良好的越障能力、较强的环境适应能力、结构紧凑、转向灵活等特点,进一步验证了机构的可行性和越障原理的正确性,为矿井救援机器人的进一步研究提供了理论依据。

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含可重构动平台的新型并联变胞腿机构设计

梁诤;许勇;吕叶萍;刘勇;张强强;

2020 (02): 47-52.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5157

摘要 ( 450 )

变胞机构在不同工作阶段会呈现拓扑结构形式不同的运动构态,为便于描述变胞机构各运动构态之间的关系,提出了变胞机构全构态的概念,据此提出了变胞并联机构的构型综合原理,即首先综合出变胞机构的全构态机构,然后由全构态机构经由其约束的增加(或自由度的衰减)演变为某一具体构态机构。构建了基于单自由度空间闭链机构的可重构动平台,据此实现了变胞并联机构的多运动构态切换。根据提出的变胞并联机构构型综合原理,对一种可实现三/四自由度构态切换的新型变胞并联机构进行了构型综合,然后将三重对称Bricard空间闭链机构作为变胞机构的可重构动平台,设计出了一种新型变胞并联腿机构。

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连架杆与机架共线位形直线导向机构综合及分析

钱卫香;刘爽;史晓娟;

2020 (02): 53-55+70.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5158

摘要 ( 469 )

基于欧拉-萨法里方程和曲率-驻点曲线方程提出连架杆与机架共线位形时直线导向机构综合及解域分析方法。该方法通过改变动铰点距离极点的距离和机架长度综合出无穷多直线机构,并直观表示出机构尺寸及机构运动学属性。设计师添加其所需的运动学约束条件,计算满足约束的可行区间,进而在可行区间上寻找到满足需求的最优机构,解决机构寻优难问题。

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基于RV减速器传动误差的摆线针轮接触分析

汪晨;石秀东;彭晶鑫;姚晨明;

2020 (02): 56-61.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5159

摘要 ( 356 )

针对RV减速器的传动精度和摆线针轮传动中零件的动态应力应变状况,提出了基于RV减速器传动误差的摆线针轮动态接触分析。首先在Adams软件中,采用了正交试验的方法研究摆线轮等距修形、移距修形、针齿分布圆半径误差和针齿半径误差对RV减速器传动误差的影响,并获得了最优参数组合;然后利用有限元分析软件分别对最优组合模型和理论模型进行显示动力学分析,得到了摆线针轮传动中零件的动态应力应变状况。该研究更加贴合机构的实际运动状态,为RV减速器的生产制造提供了有益的参考。

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滚动轴承故障特征自适应增强的相关峭度联合降噪方法

张龙;蔡秉桓;吴佳敏;熊国良;

2020 (02): 62-70.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5163

摘要 ( 429 )

针对滚动轴承早期故障阶段冲击特征微弱且存在信号传输路径、强背景噪声以及高幅值偶然性冲击的干扰,导致故障特征成分难以提取以及大多滚动轴承故障复合诊断方法处理步骤采用的诊断优化指标不一致等问题,提出了一种滚动轴承故障特征自适应增强的相关峭度(CK)联合降噪方法。首先以CK为指标优化最大相关峭度解卷积(Maximum Correlated Kurtosis Deconvolution,MCKD)参数T后对原始信号进行预处理,以消除信号传输路径的影响。进一步以相关峭度作为优化指标结合粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)优化变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)参数,将预处理后信号分解成若干个窄带本征模态分量(IMF),再以CK最大为准则选择故障信息含量丰富的本征模态分量,达到去噪的目的。最后结合1.5维能量谱增强信号瞬时冲击特征的优点,对滚动轴承故障类型进行诊断。文中所提主要的创新点是前后处理优化指标的一致性。仿真信号与实测信号分析结果表明,该方法可以有效剔除噪声、高幅值偶然性冲击对故障振动信号的影响,能够清晰地提取出滚动轴承早期故障信号中的故障特征频率成分,实现滚动轴承早期故障的有效判别。

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某轻型货车油箱支架强度分析与轻量化设计

吴昊;

2020 (02): 71-74.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5179

摘要 ( 548 )

为了有效降低某轻型货车油箱支架的重量,首先基于有限元方法建立油箱支架离散化模型,再采集搓板路面的时域信号,得到其激励端的频域振动加速度,并据此对其频率响应分析,分析结果表明其强度的最大应力值低于材料屈服。然后基于集成优化平台对支架的结构参数进行轻量化设计,得到其最优参数,优化结果表明其强度性能能够满足设计要求,并且其重量降低了17.1%,优化效果比较理想。最后对该油箱支架的优化方案进行实车道路耐久试验,试验结果表明其没有发生开裂失效,成功通过了整车试验验证,因此整个轻量化分析方法具有较高的可靠性,能够为同类结构的轻量化设计提供参考和借鉴。

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考虑不对中误差的滚珠丝杠副接触与摩擦特性

陈晔;张思雨;张颜洲;卢泽宸;赵春雨;

2020 (02): 75-79+86.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5147

摘要 ( 386 )

首先求解了弹性梅花联轴器在平行不对中误差作用下所产生的附加载荷;再利用静力学分析方法,推导出不对中误差引起丝杠螺母副处附加力计算公式;结合全滚珠载荷分布模型,通过数值计算探究了平行不对中误差对滚珠丝杠副接触载荷分布的影响机理,并以此为基础,研究了考虑不对中误差的滚珠丝杠副摩擦特性。分析发现,联轴器平行不对中误差导致摩擦力呈现以一个导程为周期的波动,且在靠近电机端产生的波动幅值最大,而随着工作台从电机端移动到另一端的过程中,波动的幅值呈现出先减小后增大的趋势,并通过无外置传感器法的数控车床滚珠丝杠传动系统的摩擦力提取方法,提取并分析了进给系统的摩擦力,通过试验验证了这一理论的准确性。

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液压挖掘机热管理系统建模与正向设计

刘剑;俞松松;赵卫东;刘兴鑫;

2020 (02): 80-82+90.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5187

摘要 ( 517 )

液压挖掘机的散热性能直接影响整机的作业效率与使用寿命,热交换介质的热平衡温度是关键衡量指标。针对虚拟样机阶段难于准确评判散热性能的问题,利用传热学理论,建立了散热系统热交换的理论模型,通过热平衡试验标定了散热系统的热负荷、介质流量、进风温度等关键参数,结合MATLAB自主开发了GUI程序,获得了理论计算的各介质热平衡温度,与热平衡试验结果的最大偏差为2.0℃,在工程许可的5%误差范围以内,验证了热交换模型与正向设计方法的正确性。

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基于BP神经网络的超声振动钻削钻头磨损状态监测试验研究

赵京鹤;刘宏岩;胡晶;

2020 (02): 83-86.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5145

摘要 ( 495 )

搭建了超声轴向振动钻削钻头磨损状态的钻削力和声发射信号采集系统,采集不同磨损状态下钻中区域的钻削力和声发射信号进行小波分解,得到与钻头磨损状态相关的特征量作为识别钻头磨损状态的特征参数,输入到建立的6-13-3的三层BP神经网络模型中进行融合,识别钻头磨损状态。试验结果表明,通过BP神经网络技术将钻削力和声发射信号融合识别钻头磨损的准确率约88.9%,能够有效监测钻头磨损状态。

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异形曲面的逆向设计与五轴加工技术研究

张晨亮;潘俊兵;

2020 (02): 87-90.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5148

摘要 ( 405 )

不规则曲面的设计与加工技术一直是工程领域探索的重要课题。以结构复杂的"双头狼"模型为研究对象,运用三维扫描仪及Geomagic Wrap软件采集模型数据,并通过Geomagic Design X软件完成逆向参数化建模;由于该模型结构复杂,难以在三轴及四轴机床上完成加工;因此,通过数控编程软件Hypermill编写五轴加工程序,并进行了机床仿真加工,对仿真结果进行了机床实际加工试验。试验表明,加工样件与研究模型误差不超过0.06 mm,满足工程需求,同时表明,Hypermill软件编写的五轴数控程序具有加工精度高、安全性好的优点;逆向工程与五轴技术的融合,对工程中不规则曲面的创新设计具有积极意义。

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基于区块链技术的智能制造的P2P协同设计

王赞强;方新国;

2020 (02): 91-94.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5195

摘要 ( 609 )

首先对目前协同设计模式在数据传输、储存方面存在的问题、协同设计对智能制造的作用以及区块链技术对智能制造的意义进行分析。然后从思想兼容和技术兼容两方面对区块链技术应用于智能制造协同设计系统的可行性进行分析。最后通过分析目前P2P协同设计存在的问题,结合智能制造协同设计的特点,提出一个基于区块链技术的智能制造的P2P协同设计框架方案以及概述实现该框架的关键技术。

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旋转电解加工试验研究

史先传;苏胜辉;徐镇冬;董冲;

2020 (02): 95-98+103.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5149

摘要 ( 321 )

针对常规机加工难以加工高硬度的金属材料,提出了一种旋转电解加工沟槽的方法,研制了一台实现XYZ三轴进给运动和主轴旋转运动、利用换向器实现间断式直流电源的旋转电解加工装置。以不锈钢金属为试验研究对象,加工电压、电极转速和进给速度为试验因素,进行旋转电解加工试验。试验结果表明:电解加工过程中,采用较低的电压、较高的电极转速以及中等的进给速度能够使试验结果表现的更为满意。

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硬质合金刀片嵌入式辅助断屑器的设计

袁建东;于爱兵;孙磊;王燕琳;迟剑英;赵坤;宋丽;

2020 (02): 99-103.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5150

摘要 ( 425 )

为了扩大硬质合金刀片的断屑范围,结合硬质合金刀片三维槽型的结构特征和刀片安装方式,设计并制作了一种嵌入式辅助断屑器。进行了铝合金切削实验,观察了切屑形貌,并分析了切屑折断机理。实验结果表明,未安装嵌入式辅助断屑器时,硬质合金刀片在小切深下可以实现断屑;但在大切深时,产生长螺卷屑,硬质合金刀片的断屑效果变差。安装嵌入式辅助断屑器后,在大切深时,硬质合金刀片产生了C形屑。嵌入式辅助断屑器的反屑面增加了断屑台的高度和角度,进一步减小了切屑的卷曲半径,促进了切屑的折断。安装了嵌入式辅助断屑器的刀片具有较高的断屑率,扩大了硬质合金刀片的断屑范围。

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微细多次切割电极丝振动模型的验证

范圣耀;曾文萱;张秋菊;陈海卫;K.P. Rajurkar;

2020 (02): 104-107+118.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5151

摘要 ( 418 )

针对因微米级切缝充满工作液,且放电间隙温度极高因素,线切割电极丝振动模型很难通过实验直接验证的难题,根据S. Y. Modarres等人~([1])用Hamilton原理建立且已验证的轴向流中两端简支圆柱体振动模型,结合细小电极丝在放电加工时处于张紧状态特点,首先,忽略S. Y. Modarres等人模型中的轴向振动项,简化轴向流体中的摩擦阻尼系数;然后,考虑电极丝平面振动而引起的轴向附加力,以及电极丝横向脉冲放电合力等因素,演变得出的数学模型和文献[2]用Newton第二定律建立的多次切割电极丝流固耦合非线性平面振动模型完全一致,从而验证文献中[2]推导的多次切割电极丝振动数学模型合理性。为分析电极丝动态特性,解决目前微细多次切割精度不高,稳定性较差问题,提供基础理论依据。

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面向装配质量预测控制的随机Kriging建模方法

邹昌利;张恃铭;刘银华;

2020 (02): 108-112+123.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5180

摘要 ( 463 )

智能制造模式下,机器人、机器视觉以及在线在机测量等自动化技术的发展,使传统的基于数据统计分析的监控、诊断等事后控制模式,转变为质量预测控制模式,而预测控制效果的好坏往往与建模精度紧密关联。但现有装配偏差建模往往将工艺设计变量、装配偏差等变量的关联关系视为为确定性问题,难以反映设计、来料、制造工艺以及环境等不确定因素对建模精度的影响,导致装配产品质量预测值与实际存在显著偏差,难以满足装配工艺参数的在线、预测控制的要求。因此引入了考虑工艺不确定性的随机Kriging建模方法,结合车身制造过程的数据、信息获取特点,提出了一种多源信息融合的随机Kriging建模与更新方法。通过对汽车左后车门装配质量预测案例分析,结果表明,与单一的确定性Kriging模型相比,文中所论建模与更新方法使预测精度显著提高,较好地满足了质量预测控制要求。

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基于数据挖掘的动车组乘客需求动态获取方法研究

黎伟洋;韩鑫;黎荣;丁国富;丁雨秋;郑宇飞;

2020 (02): 113-118.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5177

摘要 ( 429 )

目前动车组制造商主要关注运营商需求而较少关注乘客需求,这影响乘客对动车组的满意程度,不利于提高企业的市场竞争力。此外现有的研究对运营商需求分析较多,而对终端用户乘客需求分析较少。提出了一种基于数据挖掘的动车组乘客需求动态获取方法。首先,基于需求词库从社交网络平台中获取用户发文数据;其次,基于规则及朴素贝叶斯分类进行文本去噪处理;最后,基于K-means的主题聚类获取乘客需求项及其偏好。以微博挖掘为例,获取动车组乘客需求,验证了该方法的有效性和可行性。

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基于驾驶员信心度的SOTIF评价模型建立与试验

尚世亮;童菲;郭梦鸽;邓伟舜;张凯炯;张希;喻凡;

2020 (02): 119-123.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5181

摘要 ( 628 )

基于自动驾驶车辆安全标准ISO/PAS21448《Road vehicles-Safety of the Intended Functionality》(SOTIF),为探究导致SOTIF中人员操作误用的原因,以驾驶员对自动驾驶系统的信任感受为出发点,提出驾驶员对自动驾驶车辆正确操作指令进行错误干预的原因是驾驶员对控制指令没有信心,并引出了用以表现驾驶员与自动驾驶系统之间人机信任感受的评价指标—信心度。为验证信心度指标的实用性,设计了城市道路中常见的转弯和避障工况,并设计了相应的主观问卷,利用层次分析法确定了问卷中不同问题间的权重。利用机器学习中四种分类的方法,建立联系车辆动力学客观参数与驾驶员主观信心感受的主客观评价模型,并选出最优分类器。结果表明,基于马氏距离的分类器准确率最高,可以为自动驾驶车辆控制系统的开发与设计提供支持。

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基于模糊评价的城市客车造型设计

王华杰;程建新;

2020 (02): 124-127.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5182

摘要 ( 393 )

在设计决策的过程中,可以建立较为科学的设计评价方法,帮助企业确定最佳的客车设计方案,保障设计成果的最佳经济、社会和文化效益。利用层次分析法将客车的造型进行分析,研究产品外观造型重要性比重,结合客车外观造型的特性,对城市客车的外形元素按照权重进行分类,建立了客车造型设计方案的评价模型。通过模糊评价的方法,将感观直觉量化为具体的数值,对设计方案进行量化的分析评价,选定最佳设计方案。以客车产品为研究对象,建立评价模型进行实践验证。通过设计评价模型认定设计方案,经过工程化后实现量产的设计方案为企业带来了较高的市场价值,客户对于该产品的外观高度认可。

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基于Leap Motion的手势交互系统设计

方新国;王赞强;高健权;

2020 (02): 128-132+153.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5196

摘要 ( 581 )

首先通过分析Leap Motion在国内外的应用情况,总结目前基于Leap Motion的虚拟系统设计存在的问题。然后结合Leap Motion的人机手势交互系统的特点,提出基于Leap Motion的手势交互系统设计方案。该设计方案以Leap Motion技术为基础,由交互信息的获取模块、手势交互意图的推理模块、交互行为的执行模块以及交互信息的集成模块组成。最后通过该方案在目前流行的Web3D虚拟博物馆中的应用以及对系统进行实验与评估,验证了其合理性和有效性。

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基于虚拟仪器的电动车窗防夹力自动测试系统设计

郑刚;张朝阳;侯志龙;孔祚;

2020 (02): 133-136.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5183

摘要 ( 412 )

为了实现电动车窗防夹力自动化测试以及高可靠性,在虚拟仪器平台的基础上,对防夹力自动测试系统的软、硬件进行了设计。通过在防夹自动化测试台架上的验证,实践证明,所设计的系统可以替代手动测试方式,能够实现电动车窗防夹力的自动测试以及数据自动采集和图形显示,并且可以自动记录、保存试验数据,该测试显著提高了车窗防夹力测试的效率,具有很高的可靠性和经济性。

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车用材料摩擦异响特性测试设备设计与开发

罗勇;韦永恒;罗建文;李沛然;祁鹏伟;崔环宇;

2020 (02): 137-142.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5184

摘要 ( 445 )

随着发动机技术的进步以及电驱动技术的发展,车辆动力源变得越来越安静,车辆异响问题受到越来越广泛的关注。异响定位是异响研究中的重点和难点,异响通常由材料相互摩擦引起。对不同车用材料摩擦异响特性进行实验测试,进而建立车用材料摩擦异响特性数据库,对异响声源定位至关重要。目前车用材料摩擦异响特性测试设备主要依赖进口,存在价格高昂、维护不便等缺点,自主开发车用材料摩擦异响特性测试设备对车辆异响控制研究具有重要意义。通过分析明确车用材料摩擦异响特性测试设备功能需求,提出各测试功能的实现方法,完成设备整体方案设计。根据设备性能指标提出系统关键参数设计方法,完成测控系统设计,开发出成套测控软件。在所开发的实验设备上对模车用材料摩擦特性进行测试,结果显示所开发的测试系统运行稳定,精度满足测试需求,为车用材料摩擦异响特性及控制研究奠定了基础。

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倒装芯片缺陷无损检测技术

廖广兰;史铁林;汤自荣;

2020 (02): 142-142.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5197

摘要 ( 451 )

出版时间:2019年7月(估)定价:98. 00元解决的是微电子封装领域的常见实际问题,具有十分重要的应用价值。给出了大量的参考文献,为读者提供了国内外相关研究的全面背景资料。系统地阐释了倒装芯片无损检测技术的前沿进展,具有重要的参考价值。附有大量的图表和翔实的数据,使技术性内容的阐释不再抽象和枯燥。

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基于单方向周向兰姆波超声换能器铝管的缺陷定位

傅贵武;王宇华;

2020 (02): 143-147+157.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5146

摘要 ( 346 )

用于管道周向超声检测时,管材的对称结构和传统的电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)的多方向发射特性、以及缺陷两侧可同时产生反射等使得采集的回波信号十分复杂,并且难以保证回波信号和缺陷位置对应关系的唯一性。设计了用于管道周向检测的单方向EMAT,建立了有限元模型,仿真实现了周向Lamb波的单方向激励和传播过程,分析了单方向周向Lamb波在管道内的传播规律;在此基础上,研究了换能器位置、缺陷位置与超声传播路径之间的关系,得到了一种用于管材缺陷的定位方法,回波信号对应唯一缺陷位置。最后,对铝管管道上各位置缺陷进行了仿真、实验研究,证明了本方法的正确性和可行性。

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岸边集装箱起重机的脉动风荷载特性研究

韩吉如;苏宁;彭士涛;王晓丽;

2020 (02): 148-153.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5178

摘要 ( 365 )

岸桥在脉动风作用下容易产生振动导致动态滑移或倾覆,因此岸桥脉动风荷载的精细化研究极为必要。通过风洞测力试验对岸桥进行风荷载特性分析,得到结构的风荷载统计参数,对比了不同工况下岸桥的平均风荷载以及脉动风荷载,结果发现岸桥的最不利风向角出现在斜风向。同时根据试验的风力系数,拟合出风向角与风力系数的函数关系式,为岸桥结构的抗风设计提供参考。

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颗粒浓度光纤探针标定装置设计及研究

谢君科;曾涛;柳忠彬;刘少北;王欢;

2020 (02): 154-157.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5160

摘要 ( 371 )

通过自行研制光纤探针颗粒浓度标定装置,在标定原理的基础上进行实验分析,通过实验数据拟合获得标定结果,并依据标定结果在循环湍动流化床上进行局部颗粒浓度实验研究,实验结果验证了标定方法及结果的正确性及标定装置的可行性。标定装置的设计,将为流化床的流体动力学特性的研究提供参考。

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涡旋压缩机动平衡设计和振动研究

缪仲威;郭开波;

2020 (02): 158-162.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5161

摘要 ( 766 )

为改善涡旋压缩机振动,对其传动系统的动平衡进行优化设计。对涡旋压缩机的动平衡系统进行理论研究,通过EXCEL软件提供的规划求解功能得到了动平衡的最优解,理论上通过该方法对上下平衡块的优化设计可以将不平衡量将至0。分析了动平衡系统部件的误差对不平衡量的敏感性,发现相较部件质心轴向位置,其离心力的误差对动平衡系统影响更大。为检验动平衡设计对压缩机振动的价值,在理论上分析了动平衡系统的不平衡量对压缩机振动的影响,并与压缩机振动试验结果比对。振动试验结果表明,动不平衡量与压缩机振动正相关,与理论相符。EXCEL软件应用广泛,程序运行稳定、速度快,不需要自行编写程序,可极大减少设计时间和开发周期,降低设计成本。

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直线振动筛筛分过程与效果的动力学模拟分析

曾乙伦;甯尤军;

2020 (02): 163-168.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5162

摘要 ( 474 )

为探究直线振动筛的筛分过程和机理,基于非连续变形分析(DDA)方法,以ZKR-1022型振动筛为原型创建模拟模型,选取合适的模型参数对直线振动筛的筛分过程进行了动力学模拟,研究了筛面倾角、振幅、振动频率和振动方向角等参数对筛分效果的作用规律。结果表明:筛面倾角选取7°～8°,筛面振幅选取4.5 mm～5.0 mm,筛面振动频率选取18 Hz左右,振动方向角选取45°时有良好的筛分效果。通过筛分物料的运动轨迹,从运动学角度分析,展现了三种透筛过程和筛上产物的运动过程,揭示了直线振动筛的筛分过程和机理。

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线性压缩机电磁场仿真与磁轭结构参数优化

陈洪月;赵志群;王鑫;宁海岩;陈洪岩;

2020 (02): 169-174.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5191

摘要 ( 330 )

电磁系统是影响线性压缩机效率的关键,以一种动磁式线性压缩机的E型电磁结构为研究对象,首先推导了等效磁路方程和电磁力表达式,然后采用有限元软件建立了电磁系统仿真模型,分析了磁通密度和磁力线分布状态,求得了不同电流、位移下的电磁力变化规律,并通过实验对电磁力表达式和有限元模型进行了验证,证明了有限元模型的准确性,在此基础上,对磁轭的结构参数进行了优化,研究结果对提高线性压缩机效率具有实际价值。

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基于虚拟交互的虚拟挖掘机操作系统研究

宗安汉;贺利乐;王卫军;张弓;王坛;徐杰;

2020 (02): 175-180.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5188

摘要 ( 356 )

针对挖掘机驾驶培训困难的窘境,开发了一套基于虚拟交互的虚拟挖掘机操作系统。该系统以Stewart平台为运动平台,结合VR技术,通过人操作一对手柄控制虚拟挖掘机的行走和工作,以模拟真实挖掘机。建立了Stewart平台的运动学反解模型并应用洗出算法,运动平台可以良好地模拟挖掘机前进、后退、转向、倾斜等状态。邀请了多位志愿者操作本系统并模拟现实挖掘任务,工作效率可提升约26%,表明该系统可为挖掘机驾驶训练问题提供新思路。

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基于信息熵与神经网络的供输弹系统早期故障诊断

高家宝;许昕;潘宏侠;付志敏;

2020 (02): 181-184+188.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5175

摘要 ( 549 )

对于供输弹系统早期故障信息微弱,难以识别诊断的问题,提出一种基于信息熵与Elman神经网络相结合的供输弹系统早期故障诊断的方法。通过合理布置测点采集供输弹系统振动信号,经自适应广义形态滤波后提取近似熵、样本熵为特征参量,分别运用Elman神经网络和BP神经网络对其识别。结果显示:该方法能有效对供输弹系统早期故障进行诊断,诊断正确率高达92.13%,且优于BP神经网络的诊断结果。文中所运用的方法在供输弹系统早期故障诊断中有良好的应用。

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风力机叶片三维建模与压力载荷分析

张志阳;魏敏;胡蓉;张立新;李辉;施宁强;

2020 (02): 185-188.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5192

摘要 ( 595 )

利用profili软件和solid works建立2.5 MW风力机风轮三维模型,并将三维模型导入CFX中进行模型的流固耦合下流场风轮和叶片变形分析,得到流场域风轮表面压力和叶片表面压力载荷变化的有限元分析结果。结果表明:风轮表面压力迎风面大于背风面,形成压力差使得风轮旋转,背风面压力最大值出现在叶片上边缘区域。额定风速下叶片表面压力非线性分布,中间区域压力值最大,靠近叶片前缘区叶片震荡越大。额定风速和转速下叶片表面压力出现类似线性分布,叶尖到叶根呈现梯度分布状态,最大压力出现在叶尖部位。

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基于SIMP与BESO的轿车撕碎机刀盘拓扑优化设计

郑琦春;薛强;杜静;

2020 (02): 189-195.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5154

摘要 ( 348 )

融合算法主要是利用SIMP方法计算出最优的优化变量,BESO方法利用这些优化变量求解出拓扑优化结构。以轿车撕碎机刀盘拓扑优化为例,融合SIMP与BESO两种优化算法,给出了融合算法的部分Python实现程序,利用它们各自的优点较大地提高优化效率,解决了轿车撕碎机刀盘的优化设计问题,实现刀盘的轻量化。

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某手动转向踏板式搬运车转向系统改进设计

戴金财;陈小开;黄超;黄文龙;

2020 (02): 196-198.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5169

摘要 ( 390 )

针对某手动转向踏板式搬运车使用过程中转向力变大的问题,提出了一种搬运车转向系统强化测试的方案,通过试验测试和理论分析,对转向大轴承游隙进行了改进设计,同时增加了降低驱动电机温度的散热风扇,并通过实际测试验证,发现效果显著,解决了转向力变大的问题。

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基于径向圆跳动检测的锭子弹性管组件同轴度误差分析

窦武阳;赵则祥;曹秀成;刘如意;

2020 (02): 199-203.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5152

摘要 ( 385 )

针对细纱锭子锭脚内上下支撑的同轴度误差检测问题,以YD61系列细纱锭子内弹性管组件为例,分析了锭子上下支撑的同轴度的检测原理,通过SDT理论建立弹性管组件公差模型,在公差矢量化模型的基础上考虑零件装配要求,以分组装配方式选择组成环,计算了弹性管组件上下支撑的径向圆跳动与同轴度误差。结果表明,当弹性管组件装配工序无轴线歪斜,上下支撑同轴度最大为0.0776 mm;径跳检测大于0.058 mm时,轴承座与弹性管存在轴线歪斜同轴度误差增大需进行校调;以径向圆跳动公差替代同轴度公差检测是合理、有效的。

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基于太阳能的汽车车衣结构与电路设计

牟如强;徐一心;魏永峭;

2020 (02): 204-207+215.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5185

摘要 ( 447 )

汽车车衣可有效解决汽车被弄脏、被高温暴晒和被刮花等问题,文中设计了一种采用太阳能供电的汽车车衣结构,首先利用UG NX8.0软件对汽车车衣进行了结构设计,然后根据车衣的结构和功能要求对车衣进行了电路设计,绘制出了电气原理图,并完成了车衣电气元件的选型,最后完成了车衣电控部分实物制作和实验,实验结果验证了电路设计的合理性。该车衣具有手动和自动操作功能,节能环保、操作简单等优点,为汽车车衣的后续研究提供了一定的参考。

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基于优化k值的VMD和矩阵分形的供输弹系统早期故障诊断

席茂松;许昕;潘宏侠;

2020 (02): 208-211+215.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5176

摘要 ( 305 )

对于供输弹系统早期故障信号非线性、非平稳、故障信息易被湮没难以识别的问题,提出了基于优化k值的变分模态分解(VMD)和矩阵分形的早期故障识别方法。首先计算不同k值下相对能量比值μ的大小,选择与较小μ值对应的k作为分解层数并对分解结果进行检验;然后通过计算VMD分解后得到的各工况信号IMF的广义维数,构建每种工况的分形矩阵;最后计算样本信号与待测信号分形矩阵的相关系数,确定待测信号的工况。结果表明该方法能对供输弹系统早期故障进行有效识别。

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基于GO法的消防救援车制动系统可靠性分析

张宝海;张勇;孙占瑞;陈成;

2020 (02): 212-215.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5186

摘要 ( 378 )

制动系统作为车辆行驶安全性的重要保障,其可靠性对车辆安全性至关重要。采用GO法对某型消防救援车制动系统进行分析,依据系统原理图建立制动系统GO图,将系统的功能部件用功能操作符表示,进而确定各操作符的状态概率,通过GO法运算得到制动系统的可靠度。该方法代替计算复杂组合的可靠性联合概率,降低了计算难度,提高了制动系统可靠性评估的效率。再通过实例进行计算分析,验证了GO法分析的简单便捷性,为消防救援车制动系统优化设计与维修提供了理论基础。

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一种新颖的增速降噪烟条切割机构设计分析

钱继春;林朝辉;陈德辉;陈文;

2020 (02): 216-220.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5153

摘要 ( 344 )

对一种新颖的增速降噪烟条切割机构原理进行分析,通过建立该烟条切割机构的运动学模型并进行分析,获得了该烟条切割机构中各部件间的运动关系和关键设计参数。在此基础上,为解决现有烟条切割机构噪音大、结构复杂等问题,设计了一种新颖的烟条切割机构,该烟条切割机构取消了机械传动,刀盘和喇叭嘴改为独立的伺服电机驱动,简化了结构,突破了影响烟条切割噪声和速度的主要瓶颈.测试结果表明,整个机构的速度大幅提升,噪音明显降低,切割效果要明显优于现有烟条切割机构。

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MEMS技术及应用

蒋庄德;

2020 (02): 220.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5170

摘要 ( 681 )

出版时间:2018年11月定价:69. 00元对微机电系统(MEMS)的精微剖析和系统阐述。20年MEMS教学与科研历程的总结;蒋庄德院士的倾心力作。让我们跟随作者的脚步,将"芯"的革命进行到底!内容简介:"先进制造科学与技术丛书"的首本。本书讨论的主题是微机电系统(MEMS)这一前沿交叉学科。作者对MEMS技术的主要方面:结构、材料、工艺、设计、测量等进行了系统的论述,并随之对MEMS的典型应用进行了分类介绍,为读

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高等教育出版社学术著作推荐

2020 (02): 222.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5171

摘要 ( 354 )

书名:C-TRIZ及应用——发明过程解决理论丛书名:制造业技术创新过程与方法丛书作者:檀润华著出版时间:2020年5月定价:99. 00元与企业创新过程相融合的发明过程分类与科学化方法的构建变化驱动的发明机遇确认与系统化方法的转换问题导向与目标导向的发明过程模型化方法阐述发明过程理论与工程实践紧密结合,内容翔实、易懂

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高等教育出版社学术著作新书简介

2020 (02): 223.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5172

摘要 ( 287 )

书名:机械创新设计理论与方法(第二版)作者:邹慧君颜鸿森出版时间:2018年5月定价:89. 00元编辑荐语:编辑推荐:任何一个国家想要真正强大,就必须有完整、坚实的制造业,特别是装备制造业。装备制造业是制造业之母。为了满足社会新需求,为了发展先进生产力,我们必须不断地设计和制造出各种新颖、高效的机械装备。只有这样才

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科普著作:《趣谈创意实现的3D打印》

李维;邹慧君;

2020 (02): 224-224.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5200

摘要 ( 349 )

出版时间:2019年7月定价:59. 00元1.背景3D打印是先进制造技术的一个组成部分。为了引导广大青少年对先进制造技术产生兴趣,作者以3D打印为背景,介绍"创意"转变为"现实"的完整过程,其中涉及构思、设计、建模、数据处理和操作3D打印机。本书可引导读者轻松进入3D打印

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东华大学机械工程学院

2020 (02): 226.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5173

摘要 ( 409 )

东华大学(原中国纺织大学)地处上海,是教育部直属的全国重点大学、国家"211工程"重点建设院校。东华大学机械工程学院前身为成立于1951年的华东纺织工学院纺织机械系,为建校初期三大系之一,1981年成为我国首批获得博士、硕士、学士三级学位授予权部门,1999年成立机械工程学院。目前拥有机械工程一级学科博士点、机械工程博士后流动站;机械工程一级学科为上海市一流学科,机械设计及理论二级学科为国家重点培育学科,机械制造及其自动

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山东理工大学瑞华凸轮研究所

2020 (02): 227.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5174

摘要 ( 373 )

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