复合材料加筋壁板的后屈曲逐步损伤及承载能力研究 被引量：11

1

作者 宁晋建 章怡宁 +1 位作者 黄宝宗 刘均 《飞机设计》 2006年第3期7-10,共4页

通过对复合材料加筋壁板的后屈曲有限元分析和试验,给出了复合材料加筋壁板的临界载荷、损伤演化和后屈曲承载能力。理论预测与试验结果符合情况良好。

关键词 后屈曲 复合材料加筋壁板 承载能力 逐步损伤

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考虑筋条扭转弹性支持的轴压复合材料加筋板局部屈曲分析方法 被引量：9

2

作者 陈金睿 陈普会 +2 位作者 孔斌 杨军 甘学东 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期76-82,共7页

考虑筋条的扭转弹性支持作用,采用里兹能量法建立了轴压复合材料加筋壁板蒙皮局部屈曲问题的理论模型。考虑筋条下缘条对蒙皮的影响,对该理论模型提出了一种改进计算方法。对典型复合材料加筋平板轴压局部失稳临界载荷进行算例分析,通... 考虑筋条的扭转弹性支持作用,采用里兹能量法建立了轴压复合材料加筋壁板蒙皮局部屈曲问题的理论模型。考虑筋条下缘条对蒙皮的影响,对该理论模型提出了一种改进计算方法。对典型复合材料加筋平板轴压局部失稳临界载荷进行算例分析,通过理论分析结果、试验结果和有限元仿真结果的比较,验证了本文方法的合理性。同时实验结果表明,采用本文方法可显著提高蒙皮局部屈曲载荷计算结果的精度。本文方法可用于复合材料加筋壁板蒙皮局部稳定性前期分析设计中。 展开更多

关键词 复合材料加筋板 扭转弹性支持 局部屈曲 里兹能量法

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复合材料加筋板低速冲击损伤的数值模拟 被引量：7

3

作者 饶辉 许希武 +1 位作者 朱炜垚 张超 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期211-218,共8页

建立了复合材料加筋板在横向低速冲击载荷作用下的渐进损伤有限元模型。该模型考虑了复合材料加筋板受低速冲击时的纤维断裂、基体开裂及分层脱粘等五种典型的损伤形式,在层内采用应变描述的失效判据,结合相应的材料性能退化方案,通过编... 建立了复合材料加筋板在横向低速冲击载荷作用下的渐进损伤有限元模型。该模型考虑了复合材料加筋板受低速冲击时的纤维断裂、基体开裂及分层脱粘等五种典型的损伤形式,在层内采用应变描述的失效判据,结合相应的材料性能退化方案,通过编写VUMAT用户自定义子程序以实现相应损伤类型的判断和演化。在层间以及筋条与层板间加入界面元,模拟层间区域的情况,结合传统的应力失效判据和断裂力学中的能量释放率准则来判断分层损伤的起始和演化规律。通过对数值模拟结果与实验数据的比较,验证了模型的合理性和有效性。同时探讨了不同位置、不同冲击能量以及含初始损伤(脱粘)等因素对复合材料加筋板低速冲击性能的影响。 展开更多

关键词 复合材料加筋板 低速冲击 界面元 有限元法 动态响应

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轴压载荷下复合材料加筋板后屈曲承载能力研究 被引量：7

4

作者 孙中雷 张国凡 李军鹏 《航空计算技术》 2016年第3期63-66,共4页

建立了轴压载荷下复合材料加筋板后屈曲承载能力分析有限元模型,计算了航空结构中典型的工字型、T型和帽型复合材料加筋板的屈曲载荷,并采用渐进损伤分析方法对复合材料加筋板后屈曲极限破坏载荷与破坏模式进行了研究。研究了筋条截面... 建立了轴压载荷下复合材料加筋板后屈曲承载能力分析有限元模型,计算了航空结构中典型的工字型、T型和帽型复合材料加筋板的屈曲载荷,并采用渐进损伤分析方法对复合材料加筋板后屈曲极限破坏载荷与破坏模式进行了研究。研究了筋条截面形状、筋条铺层方式对复合材料加筋板后屈曲特性的影响,研究结果可以为复合材料加筋板的设计提供参考。 展开更多

关键词 复合材料加筋板 有限元方法 后屈曲 承载能力

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含离散源损伤复合材料加筋板的拉伸特性 被引量：7

5

作者 杜凯 矫桂琼 王翔 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期181-186,共6页

通过对含有离散源损伤的复合材料加筋板的拉伸试验和有限元模拟,研究了离散源损伤的损伤扩展与破坏特性。结果表明:复合材料加筋板的离散源损伤用穿透蒙皮切断桁条的切口来模拟是合适的,蒙皮上的穿透切口前端有很高的应力集中,桁条被切... 通过对含有离散源损伤的复合材料加筋板的拉伸试验和有限元模拟,研究了离散源损伤的损伤扩展与破坏特性。结果表明:复合材料加筋板的离散源损伤用穿透蒙皮切断桁条的切口来模拟是合适的,蒙皮上的穿透切口前端有很高的应力集中,桁条被切断导致加筋板传力路线改变;基于Hashin失效准则的渐进损伤有限元数值模拟方法,可以有效地模拟含切口加筋板的宏观损伤扩展和破坏过程,计算结果与试验值吻合较好。 展开更多

关键词 复合材料加筋板 离散源损伤 拉伸破坏 有限元分析

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复合材料加筋板极限压缩承载能力可靠性分析 被引量：5

6

作者 赵维涛 樊世兵 +1 位作者 刘炜华 史雪妍 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期856-862,共7页

基于Abaqus软件用户子程序,利用渐进失效分析方法对复合材料加筋板极限压缩承载能力进行预测。算例分析表明,对于加筋板1和2,本文方法给出的极限压缩强度与实验结果的误差分别为2.53%和1.68%。在结构可靠性分析过程中,为提高计算效率,... 基于Abaqus软件用户子程序,利用渐进失效分析方法对复合材料加筋板极限压缩承载能力进行预测。算例分析表明,对于加筋板1和2,本文方法给出的极限压缩强度与实验结果的误差分别为2.53%和1.68%。在结构可靠性分析过程中,为提高计算效率,利用屈曲载荷与极限压缩强度之间的关系建立功能函数,只需对极限压缩承载能力进行一次分析。对于加筋板1和2,本文方法相对经典可靠性方法的计算误差分别为-1.04%和-1.01%,计算时间仅为经典可靠性方法的1.18%和1.66%。 展开更多

关键词 结构可靠性 复合材料加筋板 极限压缩强度 渐进失效分析 屈曲

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复合材料加筋板冲击后损伤容限研究 被引量：4

7

作者 李刚 王生楠 李伟 《航空工程进展》 CSCD 2019年第2期270-276,共7页

研究复合材料加筋板受冲击后的损伤演化具有较高的工程应用价值。首先,以某型无人机拟应用的复合材料加筋壁板(T300/BA9913)为研究对象,对其进行低速冲击试验;在壁板中央处和肋与壁板胶结处进行冲击,其冲击能量取6.67 J/mm,测量凹坑深... 研究复合材料加筋板受冲击后的损伤演化具有较高的工程应用价值。首先,以某型无人机拟应用的复合材料加筋壁板(T300/BA9913)为研究对象,对其进行低速冲击试验;在壁板中央处和肋与壁板胶结处进行冲击,其冲击能量取6.67 J/mm,测量凹坑深度和分层损伤面积。然后,应用商业软件ABAQUS,编写相应的VUMAT子程序对冲击损伤进行模拟,软件中采用适宜的材料模型、单元种类并建立不同属性的接触,把基于应变的三维Hashin准则运用于复合材料单层板的损伤失效准则中去。最后,运用基于断裂韧度的连续的刚度退化方针对材料的刚度折减。将所建立的冲击模型的模拟结果与冲击试验数据进行对比,证明了冲击模型的有效性和准确性。 展开更多

关键词 复合材料加筋板 低速冲击 连续累计损伤 损伤演化

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含冲击损伤复合材料层板及加筋壁板剩余强度研究 被引量：4

8

作者 毛春见 许希武 林智育 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期286-292,共7页

应用含刚度折减的椭圆形弹性核模拟了层板的损伤问题,研究了复合材料层板及加筋壁板冲击后的剩余强度问题。利用含椭圆核各向异性杂交应力有限单元对损伤层板进行了应力分析,采用基于特征曲线概念的点应力判据预测了含损伤层板、加筋壁... 应用含刚度折减的椭圆形弹性核模拟了层板的损伤问题,研究了复合材料层板及加筋壁板冲击后的剩余强度问题。利用含椭圆核各向异性杂交应力有限单元对损伤层板进行了应力分析,采用基于特征曲线概念的点应力判据预测了含损伤层板、加筋壁板的剩余强度;基于Abaqus用户子程序uel实现了该方法在工程中的应用,并讨论各种参数对剩余强度的影响。研究结果表明此方法是有效的。 展开更多

关键词 杂交应力有限元 加筋壁板 剩余强度 ABAQUS uel

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复合材料加筋板低速冲击有限元模拟分析 被引量：3

9

作者 孙旋 童明波 王涛 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期510-514,共5页

为了了解影响冲击损伤的因素到底有哪些,特别是冲击位置和筋条对冲击损伤的影响,本文采用非线性有限元法,基于ABAQUS软件平台及内嵌的材料用户定义子程序(VUMAT),建立了复合材料加筋板低速冲击的有限元分析模型。通过对一些飞行器上常... 为了了解影响冲击损伤的因素到底有哪些,特别是冲击位置和筋条对冲击损伤的影响,本文采用非线性有限元法,基于ABAQUS软件平台及内嵌的材料用户定义子程序(VUMAT),建立了复合材料加筋板低速冲击的有限元分析模型。通过对一些飞行器上常用的加筋板进行研究分析,对于距离筋条不同位置的冲击来研究冲头位置对冲击损伤的影响。然后,将有限元模型计算结果与试验数据进行了对比。最后,探讨了对于冲击结果的影响参数,为复合材料加筋板的设计提供参考。 展开更多

关键词 复合材料 加筋板 低速冲击 冲击能量

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复合材料加筋壁板多点冲击损伤和高周剪切疲劳试验 被引量：3

10

作者 张铁军 李曙林 +2 位作者 常飞 尹俊杰 安涛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2872-2879,共8页

为研究多点冲击损伤和高周剪切疲劳对复合材料加筋壁板损伤演化、屈曲行为及破坏模式的影响,制作了9块相同构型的复合材料加筋壁板,设计了冲击试验、高周剪切疲劳试验和剩余剪切强度试验。在多点冲击和高周剪切疲劳试验过程中,使用超声... 为研究多点冲击损伤和高周剪切疲劳对复合材料加筋壁板损伤演化、屈曲行为及破坏模式的影响,制作了9块相同构型的复合材料加筋壁板,设计了冲击试验、高周剪切疲劳试验和剩余剪切强度试验。在多点冲击和高周剪切疲劳试验过程中,使用超声C扫描系统监测了损伤区域。C扫描图像表明损伤区域的长度和宽度随着循环次数的增加而增加。与无预制损伤试验件相比,多点冲击损伤和高周剪切疲劳试验件的平均破坏载荷下降了约50%。冲击或疲劳形成的初始损伤对破坏模式产生影响,冲击疲劳试验件出现了局部蒙皮屈曲变形,破坏裂纹非常接近冲击点。 展开更多

关键词 复合材料加筋壁板 多点冲击损伤 高周剪切疲劳 剩余剪切强度 破坏模式

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复合材料加筋壁板灵敏度分析及优化设计 被引量：3

11

作者 王佩艳 杨白凤 +1 位作者 耿小亮 岳珠峰 《强度与环境》 2018年第2期51-58,共8页

本文基于面内刚度系数和弯曲刚度系数建立了模拟复合材料层合板的等效刚度法,该方法充分考虑了层合板的面内刚度和弯曲刚度特性,与原始层合板具有相同的面内刚度和弯曲刚度。采用等效刚度法建立复合材料L型加筋壁板的有限元模型,基于二... 本文基于面内刚度系数和弯曲刚度系数建立了模拟复合材料层合板的等效刚度法,该方法充分考虑了层合板的面内刚度和弯曲刚度特性,与原始层合板具有相同的面内刚度和弯曲刚度。采用等效刚度法建立复合材料L型加筋壁板的有限元模型,基于二级优化策略对加筋壁板进行了以最小重量为目标的优化设计,其中一级优化是以铺层厚度和弯曲刚度系数为设计变量的重量最小化设计,二级优化则是调整铺层顺序,以满足最优化的弯曲刚度系数。在L型加筋壁板的优化设计中,首先通过实验设计对目标和约束进行了灵敏度分析,然后在此基础上对L型加筋壁板进行了以强度、刚度、稳定性等为约束条件的轻量化设计。 展开更多

关键词 加筋壁板 等效刚度法 实验设计 二级优化

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层级优化技术与壁板结构优化研究 被引量：3

12

作者 李哲 安军 万小朋 《航空计算技术》 2013年第4期52-55,共4页

为了实现结构优化设计中形状、位置、尺寸等设计变量的解耦,在对现有优化理论及算法分析的基础上,介绍了广义层级优化技术的思路并分析了其优缺点,并基于广义层级优化的思想,提出了基于模型的狭义层级优化技术。对PCL语言参数化自动建... 为了实现结构优化设计中形状、位置、尺寸等设计变量的解耦,在对现有优化理论及算法分析的基础上,介绍了广义层级优化技术的思路并分析了其优缺点,并基于广义层级优化的思想,提出了基于模型的狭义层级优化技术。对PCL语言参数化自动建模技术进行研究,并结合复杂加筋壁板类结构层级优化算例对狭义层级优化技术进行了验证,优化后减重效果明显。优化过程及结果表明层级优化技术可行,具有工程使用价值。 展开更多

关键词 层级优化 加筋壁板 PCL语言

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复合材料加筋板低速冲击响应分析 被引量：2

13

作者 赵维涛 杨其蛟 刘炜华 《沈阳航空航天大学学报》 2015年第3期1-5,共5页

基于ABAQUS软件及其子程序VUMAT,运用动态显式模拟方法,建立复合材料加筋板低速冲击有限元模型。通过对常用加筋板T800/924进行仿真模拟分析,得到5个不同冲击位置的响应结果,并与试验数据进行对比,给出影响低速冲击响应因素的一般规律,... 基于ABAQUS软件及其子程序VUMAT,运用动态显式模拟方法,建立复合材料加筋板低速冲击有限元模型。通过对常用加筋板T800/924进行仿真模拟分析,得到5个不同冲击位置的响应结果,并与试验数据进行对比,给出影响低速冲击响应因素的一般规律,为工程应用提供一种有效数值计算方法。 展开更多

关键词 复合材料加筋板 低速冲击 冲击响应 ABAQUS

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复合材料加筋板后屈曲设计技术欧盟研究综述 被引量：2

14

作者 王海燕 段世慧 孙侠生 《航空工程进展》 CSCD 2015年第2期139-148,共10页

为了保持竞争力,欧洲的飞机工业要求降低开发和使用成本,短期和长期分别降低20%和50%。为了实现这一目标,欧盟在框架计划下支持了一系列复合材料加筋结构后屈曲技术相关的研究项目。飞机复合材料加筋板具有较强的后屈曲承载能力,在飞机... 为了保持竞争力,欧洲的飞机工业要求降低开发和使用成本,短期和长期分别降低20%和50%。为了实现这一目标,欧盟在框架计划下支持了一系列复合材料加筋结构后屈曲技术相关的研究项目。飞机复合材料加筋板具有较强的后屈曲承载能力,在飞机设计中可大幅提高结构的承载效率。本文介绍了欧盟在该领域的发展概况,从项目背景、目标、开展的工作、分析方法以及研究成果等方面阐述了欧盟在第五、第六和第七框架及其他项目下支持的复合材料加筋结构后屈曲设计分析技术相关研究项目,并分析了该领域技术的发展趋势及带来的启示。 展开更多

关键词 欧盟 后屈曲分析 复合材料加筋板

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长桁中断复合材料胶接加筋板的拉伸失效分析

15

作者 张春兰 贾普荣 +2 位作者 黄涛 李亮 矫桂琼 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期596-600,共5页

通过对长桁中断复合材料胶接加筋板的拉伸试验和有限元模拟,研究了复合材料加筋板的破坏特性。结果表明:长桁端头有很高的应力集中,桁条被切断导致加筋板传力路线改变;试件的破坏模式为蒙皮与长桁的筋条脱粘,脱粘起始于桁条端部,并沿着... 通过对长桁中断复合材料胶接加筋板的拉伸试验和有限元模拟,研究了复合材料加筋板的破坏特性。结果表明:长桁端头有很高的应力集中,桁条被切断导致加筋板传力路线改变;试件的破坏模式为蒙皮与长桁的筋条脱粘,脱粘起始于桁条端部,并沿着蒙皮与长桁的界面扩展;基于断裂力学失效准则的内聚力单元模拟胶接界面,可有效模拟复合材料加筋板的脱粘起始和扩展。验证了改进后的加筋板明显优于参考加筋板。讨论了几何参数对结构承载能力的影响,。 展开更多

关键词 复合材料加筋板 长桁中断 脱粘 几何参数

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先进复合材料格栅加筋板的总体稳定性分析 被引量：20

16

作者 吴德财 徐元铭 万青 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期168-173,共6页

通过建立复合材料格栅结构单元的基本力学假设和分析模型,推导了一种新的等效刚度计算方法,用于分析复合材料格栅加筋板的总体稳定性。该方法充分考虑了筋条和面板的相互作用和中面偏移效应,并具有通用性。结合Rayleigh-Ritz能量近似法... 通过建立复合材料格栅结构单元的基本力学假设和分析模型,推导了一种新的等效刚度计算方法,用于分析复合材料格栅加筋板的总体稳定性。该方法充分考虑了筋条和面板的相互作用和中面偏移效应,并具有通用性。结合Rayleigh-Ritz能量近似法,推导出了求解加筋板总体屈曲载荷的通用特征方程;分析了多种算例,并与修正平铺法进行了比较,结果吻合得很好。 展开更多

关键词 复合材料格栅加筋结构 总体稳定性 平铺等效刚度法

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复合材料Ω形加筋壁板低速冲击渐进损伤及剩余强度分析 被引量：3

17

作者 余芬 崔乃葳 +1 位作者 安伯宁 王威 《航空科学技术》 2023年第1期28-36,共9页

研究复合材料Ω形加筋壁板结构在不同能量及位置的低速冲击作用下的渐进损伤及其冲击后剩余强度具有重要意义。通过编写VUMAT子程序,将选择的三维Hashin失效准则及刚度退化模式加入渐进损伤模型中并与文献中试验进行对照,进一步研究不... 研究复合材料Ω形加筋壁板结构在不同能量及位置的低速冲击作用下的渐进损伤及其冲击后剩余强度具有重要意义。通过编写VUMAT子程序,将选择的三维Hashin失效准则及刚度退化模式加入渐进损伤模型中并与文献中试验进行对照,进一步研究不同冲击位置及不同冲击能量对于模型冲击载荷、渐进损伤及剩余强度的影响。结果表明,在加强筋中央位置处冲击对结构剩余强度影响最大;相同冲击位置处,冲击能量越大,结构损伤越严重,剩余强度越小。这为复合材料Ω形加筋壁板的结构设计提供了参考。 展开更多

关键词 复合材料 Ω形加筋壁板 VUMAT 低速冲击 CAI 渐进损伤模型

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某型飞机翼身整流罩Ω型加筋壁板选型的结构设计研究 被引量：1

18

作者 殷祖新 《黑龙江科技信息》 2014年第18期76-77,共2页

从选材、铺层、结构优化、强度校核和工艺等方面叙述了某型飞机翼身整流罩的两种Ω型加筋壁板结构方案选型的设计研究。研究结果确定了其中一种方案为首选方案。

关键词 铺层 Ω型加筋壁板 结构优化 强度校核

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含槽口复合材料Ω型加筋壁板渐进损伤分析

19

作者 余芬 安伯宁 +3 位作者 刘武帅 郭拓 邓殿凯 何振鹏 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第4期13-18,27,共7页

对含不同角度槽口的复合材料Ω型加筋壁板受轴向压缩载荷作用下承载强度和失效模式的研究具有重要意义。通过编写VUMAT子程序将选择的三维Hashin失效准则及刚度退化模式加入渐进损伤模型分析中。首先研究0°槽口模型的位移-载荷曲... 对含不同角度槽口的复合材料Ω型加筋壁板受轴向压缩载荷作用下承载强度和失效模式的研究具有重要意义。通过编写VUMAT子程序将选择的三维Hashin失效准则及刚度退化模式加入渐进损伤模型分析中。首先研究0°槽口模型的位移-载荷曲线、面外位移及失效模式,并将结果与实验及已有文献进行对照,验证建立模型的正确性,进一步研究不同角度槽口对加筋壁板的影响。结果表明:具有90°槽口的加筋壁板模型在轴向压缩下的承载能力最强,45°槽口模型承载能力次之,0°槽口模型承载能力最弱。0°槽口模型纤维压缩失效出现在模型的下侧,45°和90°槽口模型均出现在槽口两侧,且三种模型失效均沿与载荷垂直方向扩展。 展开更多

关键词 复合材料 Ω型加筋壁板 VUMAT 三维Hashin失效准则 渐进损伤模型

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复合材料加筋壁板低速冲击响应与冲击能量关系 被引量：11

20

作者 石晓朋 李曙林 +2 位作者 常飞 卞栋梁 尹俊杰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期53-58,共6页

基于ABAQUS有限元软件,采用Hashin损伤准则建立了一种有效的复合材料加筋壁板低速冲击模型。分析了接触力、加筋壁板吸收能量和损伤散逸能对冲击响应的影响。结果表明:随着冲击能量的增大,接触力峰值前移,且冲击后板吸收能量与损伤散逸... 基于ABAQUS有限元软件,采用Hashin损伤准则建立了一种有效的复合材料加筋壁板低速冲击模型。分析了接触力、加筋壁板吸收能量和损伤散逸能对冲击响应的影响。结果表明:随着冲击能量的增大,接触力峰值前移,且冲击后板吸收能量与损伤散逸能的差值变大。落锤冲击实验表明,低速冲击能量下损伤程度与冲击能量正相关。对比了损伤区域的仿真结果和实验结果,发现二者拟合较好。 展开更多

关键词 复合材料加筋壁板 冲击响应 有限元分析 损伤面积 冲击能量

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