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掘进机截割头随机载荷的模拟研究 被引量：52
1
作者 李晓豁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期525-529,共5页
截割头的载荷是由煤岩抗截强度的多变性、切屑厚度的不均匀性以及截齿磨损程度的变化等诸多因素决定的随机过程 .目前对其计算还停留在构造简单煤层的确定型载荷上 ,这势必影响对掘进机截割性能的分析和深入研究 .通过分析 ,把截齿的载... 截割头的载荷是由煤岩抗截强度的多变性、切屑厚度的不均匀性以及截齿磨损程度的变化等诸多因素决定的随机过程 .目前对其计算还停留在构造简单煤层的确定型载荷上 ,这势必影响对掘进机截割性能的分析和深入研究 .通过分析 ,把截齿的载荷看作平稳随机过程 ,并利用瑞利分布和 χ2 分布分别建立了截齿在构造简单煤层和构造复杂煤层中截割的随机载荷模型 .在此基础上 ,确立了截割头的载荷模型及其模拟方法 ,并利用编制的计算机程序对截割头的随机载荷以及瞬时截割功率进行了模拟和分析 . 展开更多
关键词 掘进机 截割头 随机载荷 模拟 煤岩 抗截强度
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滚筒采煤机截割载荷的模拟系统开发及其模拟 被引量：35
2
作者 李晓豁 李婷 +2 位作者 焦丽 徐广明 杨婷婷 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期502-506,共5页
为解决因采煤机螺旋滚筒截割载荷计算难、导致滚筒设计缺少依据、产品质量低、截割性能差的实际问题,在给出滚筒截割载荷确定方法的基础上,基于Matlab/GUI开发了采煤机螺旋滚筒截割载荷的模拟系统。该系统采用Matlab/GUI界面,利用Matla... 为解决因采煤机螺旋滚筒截割载荷计算难、导致滚筒设计缺少依据、产品质量低、截割性能差的实际问题,在给出滚筒截割载荷确定方法的基础上,基于Matlab/GUI开发了采煤机螺旋滚筒截割载荷的模拟系统。该系统采用Matlab/GUI界面,利用Matlab软件为平台,通过输入不同的滚筒及采煤机参数和煤岩的特性参数,可模拟采煤机截割各种对象、以各运动参数工作时滚筒的截割载荷,并能直观显示各载荷的图形、数据和统计结果。该系统具有数据与程序分离、操作简便、适应性强等特点,能快速、准确地获取滚筒的截割载荷。以国产某型薄煤层采煤机为例,对其滚筒截割载荷进行了模拟分析,得出了前、后滚筒三向载荷和负载扭矩曲线及统计结果,搞清了该采煤机截割载荷的大小、变化规律及其相关关系,为改进滚筒设计、研究、评价和改善采煤机的截割性能提供了参考。 展开更多
关键词 采煤机 螺旋滚筒 截割载荷 Matlab/GUI
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基于载荷波动最小的掘进机截割头截齿排列参数优化设计 被引量：26
3
作者 张鑫 张建武 杨梅 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2005年第1期64-67,共4页
根据单个截齿受力模型和计算公式,确立了截割头横摆截割时载荷波动的计算方法。通过分析截齿排列参数对截割头载荷的影响,提出了降低载荷波动的策略,建立了基于载荷波动最小的截割头截齿排列参数优化设计数学模型。采用序列二次规划(SQP... 根据单个截齿受力模型和计算公式,确立了截割头横摆截割时载荷波动的计算方法。通过分析截齿排列参数对截割头载荷的影响,提出了降低载荷波动的策略,建立了基于载荷波动最小的截割头截齿排列参数优化设计数学模型。采用序列二次规划(SQP)方法编写了优化设计程序,并对某型号掘进机截割头的截齿排列参数进行了优化设计。优化前后统计数据表明,截割头的载荷波动明显降低,提高了掘进机的工作可靠性。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 截齿排列 优化设计 载荷波动
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掘进机截割头截荷的模拟研究 被引量：19
4
作者 李晓豁 程东棠 《阜新矿业学院学报》 1990年第3期88-94,共7页
本文介绍了确定掘进机截割头的载荷和利用计算机模拟截割头载荷的方法,并结合一个实例,对截割头载荷的特点及掘进机的工作性能进行了分析。
关键词 掘进机 截割头 载荷 模拟 研究
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空载状态下往复式棉秆切割器动力学仿真与试验 被引量：23
5
作者 宋占华 田富洋 +2 位作者 张世福 李法德 范云涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第16期17-22,共6页
为了能够迅速、可靠地确定空载状态下往复式棉秆切割器的切割阻力和功耗等数据从而优化其设计,选择一种以偏置式曲柄连杆机构驱动的往复式棉秆切割器作为仿真与试验研究对象。采用SolidWorks进行了虚拟样机设计,利用ADAMS对空载状态下... 为了能够迅速、可靠地确定空载状态下往复式棉秆切割器的切割阻力和功耗等数据从而优化其设计,选择一种以偏置式曲柄连杆机构驱动的往复式棉秆切割器作为仿真与试验研究对象。采用SolidWorks进行了虚拟样机设计,利用ADAMS对空载状态下往复式棉秆切割器进行了动力学仿真研究,依据仿真数据应用响应面方法对切割峰值阻力与机架所受振动力进行了试验分析,确定了割刀平均切割速度为0.8m/s、配重块质量为1.5kg、安装位置滞后于曲柄位置170°时切割峰值阻力与机架所受振动力最小,分别为450和380N。利用研制的往复式棉秆切割试验台,对空载状态下的切割阻力随着割刀平均切割速度的变化进行了试验研究,并与仿真数据进行了对比分析。结果表明,切割峰值阻力的实测值与模拟值相对误差为7%,机架所受振动力的实测值与模拟值相对误差为7.7%,仿真数据可靠,能替代试验数据作为参考依据,为低功耗棉秆切割收获装备的研发提供了一种设计参考。 展开更多
关键词 农业机械 切割器 动力学 棉秆 空载 仿真 响应面方法
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基于岩石切削理论的超大型绞吸挖泥船绞刀动载荷分析 被引量：19
6
作者 姚建伟 杨启 《中国港湾建设》 北大核心 2011年第1期5-10,共6页
针对绞吸挖泥船疏浚岩石的工作特性,基于绞刀几何模型、运动学模型和动力学模型对绞刀疏浚岩石时的受力及其载荷波动性进行数值仿真。通过数值仿真切削功率和实际切削功率的对比进行了结果可靠性验证。利用Matlab/VB编制了研究绞刀受力... 针对绞吸挖泥船疏浚岩石的工作特性,基于绞刀几何模型、运动学模型和动力学模型对绞刀疏浚岩石时的受力及其载荷波动性进行数值仿真。通过数值仿真切削功率和实际切削功率的对比进行了结果可靠性验证。利用Matlab/VB编制了研究绞刀受力以及载荷波动性的仿真系统。所得结果可为研发疏浚岩石关键设备提供参考依据。 展开更多
关键词 绞吸挖泥船 绞刀 挖岩 载荷波动性 数值仿真
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纵轴式截割头截齿布置对破岩载荷规律的影响 被引量：15
7
作者 王想 王清峰 谭正生 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期39-42,共4页
为了研究截齿布置对纵轴式截割头破岩载荷规律的影响,在建立截割头破岩载荷数学模型的基础上,对3个不同截齿布置参数的截割头破岩载荷进行了仿真,得到了载荷波动曲线及其相关统计量.仿真结果表明载荷存在2个频率的波动:低频波动由螺旋... 为了研究截齿布置对纵轴式截割头破岩载荷规律的影响,在建立截割头破岩载荷数学模型的基础上,对3个不同截齿布置参数的截割头破岩载荷进行了仿真,得到了载荷波动曲线及其相关统计量.仿真结果表明载荷存在2个频率的波动:低频波动由螺旋线头数及其包角决定,波动频率等于螺旋线头数与截割头转频的乘积;较高频率的波动由截齿的不连续性引起,波动频率以截割头转频为基频,其大小与截齿周向间隔角有关;同等条件下,随着截齿周向间隔角θi的增加,载荷Ra,Rb,Rc,Mc的峰值和平均值依次增加,但其均方差和波动性系数依次减小.根据仿真结果总结出载荷波动频率的理论计算公式,这对纵轴式截割头的设计研究具有重要的理论指导意义. 展开更多
关键词 纵轴式掘进机 截割头 岩石截割 载荷仿真
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自振脉冲射流预制裂隙对机械刀具破岩过程温度影响特性 被引量：15
8
作者 李洪盛 刘送永 郭楚文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2136-2145,共10页
针对硬岩巷道掘进过程中机械刀具磨损加剧问题,利用高压水射流破岩系统以及机械刀具截割破岩试验系统,建立评价自激振荡脉冲射流预制裂隙情况下机械刀具破岩性能参数指标,研究了不同自激振荡喷嘴结构参数(振荡腔腔长、截面锥角)以及工... 针对硬岩巷道掘进过程中机械刀具磨损加剧问题,利用高压水射流破岩系统以及机械刀具截割破岩试验系统,建立评价自激振荡脉冲射流预制裂隙情况下机械刀具破岩性能参数指标,研究了不同自激振荡喷嘴结构参数(振荡腔腔长、截面锥角)以及工作参数(系统压力、横移速度)对机械刀具降载减磨特性的影响规律,分析了自激振荡脉冲射流预制裂缝对机械刀具破岩过程中截割载荷与刀具温度的影响特性,试验结果表明,截割载荷与刀具温度均随射流系统压力的增加而降低,随振荡腔腔长与截面锥角的增加呈先升后降的变化趋势,随横移速度的增大而逐渐增大。相对于无预制裂隙情况下的截割载荷,当系统压力处于30,40,50以及60 MPa时,机械刀具截割载荷减小率分别为15.12%,20.84%,27.01%以及29.24%。当截面锥角分别为90°,120°,140°,160°及180°时,截割载荷受力变化率分别降低了22.87%,27.27%,31.13%,33.82%及29.78%。对于横移速度分别为4,6,8,9及10 m/min的截割载荷变化率分别降低了43.6%,35.3%,32.9%,31.1%及30.7%。当射流系统压力、振荡腔腔长、截面锥角及横移速度分别取50 MPa,65-75 mm,140°-160°,6-8 m/min时,自激振荡脉冲射流预制裂隙情况下的机械刀具破岩性能较好。 展开更多
关键词 脉冲射流 机械刀具 预制裂缝 截割载荷 刀具温度
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掘进机截割头多目标优化设计研究 被引量：8
9
作者 张鑫 曾庆良 《煤矿机械》 北大核心 2005年第6期1-3,共3页
针对掘进机截割头载荷波动和能耗问题,基于各截齿受力均匀和同时参与截割的截齿数保持恒定的优化策略,对截齿排列参数和截割头运动参数进行了多目标优化设计。优化实例表明,截割头的载荷波动和比能耗得到了明显降低,提高了掘进机的工作... 针对掘进机截割头载荷波动和能耗问题,基于各截齿受力均匀和同时参与截割的截齿数保持恒定的优化策略,对截齿排列参数和截割头运动参数进行了多目标优化设计。优化实例表明,截割头的载荷波动和比能耗得到了明显降低,提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 优化设计 载荷波动 比能耗
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基于二维切削理论的绞吸式挖泥船绞刀头载荷分析 被引量：13
10
作者 潘英杰 杨启 汤晶 《船海工程》 2009年第2期35-39,共5页
为计算绞吸式挖泥船绞刀头在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,根据不同的土质特征以及绞刀的不同几何形状和工作状态,对绞刀头所受到的载荷进行分析和研究。根据各参数之间的关系,用FORTRAN语言来实现载荷的计算,并对... 为计算绞吸式挖泥船绞刀头在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,根据不同的土质特征以及绞刀的不同几何形状和工作状态,对绞刀头所受到的载荷进行分析和研究。根据各参数之间的关系,用FORTRAN语言来实现载荷的计算,并对最终结果进行可靠性分析。 展开更多
关键词 绞吸式挖泥船 绞刀头 载荷 二维切削理论
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掘进机截割头截齿排列研究 被引量：9
11
作者 张鑫 杨梅 《煤矿机电》 2005年第4期33-34,36,共3页
本文模拟计算掘进机截割头横摆截割时的载荷波动,以载荷波动最小化为目标,建立了截齿排列参数优化设计数学模型,用序列二次规划(SQP)进行优化设计,截割头的载荷波动明显降低。
关键词 掘进机 截割头 截齿排列 载荷波动
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掘进机截割头钻进工况载荷的计算机模拟 被引量：11
12
作者 张鑫 杨梅 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第3期21-23,共3页
基于单个截齿的受力模型,对掘进机截割头钻进工况载荷进行了计算机模拟,为截割头的结构设计和参数优化提供了理论依据。
关键词 掘进机 截割头 钻进 载荷 计算机模拟
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采煤机截割载荷检测技术 被引量：13
13
作者 马正兰 杜长龙 +1 位作者 刘送永 叶平 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第11期68-69,72,共3页
为了获取滚筒式采煤机针对不同性质煤层的截割参数,选用S3C44B0X微处理器,构建了本质安全型嵌入式采煤机截割载荷检测系统,在对系统的组成和功能简要介绍的基础上,论述了该系统在井下对截割载荷检测过程和结果,验证了检测系统的可行性,... 为了获取滚筒式采煤机针对不同性质煤层的截割参数,选用S3C44B0X微处理器,构建了本质安全型嵌入式采煤机截割载荷检测系统,在对系统的组成和功能简要介绍的基础上,论述了该系统在井下对截割载荷检测过程和结果,验证了检测系统的可行性,此次检测所获得的真实截割载荷信息,为进一步的信号分析提供了现场数据。 展开更多
关键词 截割载荷 采煤机 检测 S3C44BOX
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基于ELM神经网络的采煤机截割载荷软测量建模方法 被引量：11
14
作者 毛清华 赵健博 +2 位作者 李亚周 马宏伟 薛旭升 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期769-774,共6页
采煤机是煤矿综采工作面的关键设备,由于煤层结构复杂,导致截割载荷复杂多变,并且截割载荷难以直接测量。因此,针对采煤机截割载荷难以直接检测难题,研究了采煤机交流异步电机的机械特性,提出了基于软测量建模技术的截割载荷预测方法。... 采煤机是煤矿综采工作面的关键设备,由于煤层结构复杂,导致截割载荷复杂多变,并且截割载荷难以直接测量。因此,针对采煤机截割载荷难以直接检测难题,研究了采煤机交流异步电机的机械特性,提出了基于软测量建模技术的截割载荷预测方法。首先,通过分析采煤机交流异步电机的机械特性,得出截割载荷与截割电机的转速、电流符合非线性关系,运用软测量建模方法可以预测截割载荷。然后,以截割电机的转速和电流作为输入变量,运用ELM神经网络的软测量建模方法建立采煤机截割载荷软测量模型。最后,运用ELM,BP,RBF3种神经网络软测量建模方法对采煤机电机载荷进行预测,以均方误差和相关系数作为预测评价指标,结果表明:ELM神经网络软测量建模方法在预测精度和预测速度方面都优于BP神经网络和RBF神经网络软测量建模方法。运用ELM神经网络软测量建模方法能够准确、快速预测采煤机截割载荷,为采煤机恒功率截割和牵引智能调速提供了理论基础。 展开更多
关键词 采煤机 截割载荷 软测量建模 ELM
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PDC钻头切削深度与切削力之间关系的试验研究 被引量：6
15
作者 郭恒 曹俭 +1 位作者 艾池 虞雪峰 《大庆石油学院学报》 EI CAS 北大核心 1997年第2期23-25,共3页
为了改进ＰＤＣ钻头设计，在全尺寸试验的基础上，对ＰＤＣ钻头单齿切削过程进行了试验研究。结果表明：ＰＤＣ钻头切削深度与切削力之间成幂函数关系，力的变化规律反映了岩石破碎过程中的“跃进式”破碎特点。
关键词 PDC钻头 切削深度 切削力 钻头 试验
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掘进机截割头平均负荷的模拟 被引量：4
16
作者 顾秀娟 候贵东 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2001年第4期14-16,20,共4页
本文针对掘进机截割特性，建立了截割头平均负荷的数学模型，利用该数学模型对截割头平均负荷进行模拟，并且结合实例，对截割头的栽荷特性进行了分析，该方法可以替代费用昂贵的实验，并对截割头的优化设计具有重要作用。
关键词 截齿 截割头 平均负荷 模拟 掘进机 数学模型
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扇形齿PDC钻头破岩机理及工作性能仿真分析 被引量：5
17
作者 彭齐 杨雄文 +4 位作者 任海涛 张灯 柯晓华 冯枭 马驰 《石油机械》 北大核心 2023年第7期28-35,共8页
为探究扇形齿破岩机理,开展了扇形齿切削破岩试验和仿真,利用数字化仿真分析了扇形齿PDC钻头工作性能。分析结果表明:随着前倾角的增大,扇形齿切削力及破碎比功先减小后增大,前倾角15°为扇形齿较优工作角度;扇形齿切削力随切削深... 为探究扇形齿破岩机理,开展了扇形齿切削破岩试验和仿真,利用数字化仿真分析了扇形齿PDC钻头工作性能。分析结果表明:随着前倾角的增大,扇形齿切削力及破碎比功先减小后增大,前倾角15°为扇形齿较优工作角度;扇形齿切削力随切削深度增大而增大,而破碎比功对切削深度变化敏感性不高,1.5~2.0 mm为扇形齿较优切削深度;岩石强度对扇形齿切削载荷和切削效率的影响较大,较常规切削齿,扇形齿具有较小的切削载荷,更强的侵入能力,同时能够保证一定的切削效率;扇形齿PDC钻头工作稳定性好、磨损均衡性适中、侵入能力较强,能够有效增强目标地层钻头稳定性、减轻钻头异常振动、提高钻进效率。仿真研究揭示了一定的扇形齿切削规律,为PDC钻头布齿结构优化提供了参考。 展开更多
关键词 PDC钻头 扇形齿 切削载荷 切削效率 破碎比功 数字化仿真
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矩形工作断面盾构刀盘设计 被引量：9
18
作者 储健 沈惠平 +3 位作者 邓嘉鸣 张银生 王华 华群 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期160-165,共6页
盾构断面的矩形断面比圆形断面的有效使用面积大20%,因此,矩形盾构是盾构施工法的发展方向。在阐述常见的矩形刀盘形式的基础上,结合苏南某地市政工程的地质情况,创新提出一种符合该工程段地质情况的矩形刀盘设计方案;给出刀盘上刀具的... 盾构断面的矩形断面比圆形断面的有效使用面积大20%,因此,矩形盾构是盾构施工法的发展方向。在阐述常见的矩形刀盘形式的基础上,结合苏南某地市政工程的地质情况,创新提出一种符合该工程段地质情况的矩形刀盘设计方案;给出刀盘上刀具的选择及其布置方案,计算出刀具的使用寿命,并对刀盘进行载荷分析;同时,通过密封舱土体与矩形刀盘流固耦合分析,给出了矩形刀盘的性能评价,从而为研制矩形工作断面盾构刀盘奠定了理论基础。 展开更多
关键词 盾构 矩形断面 刀盘 刀具 载荷分析:流固耦合
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纵轴式掘进机截割头随机截割载荷识别方法研究 被引量：8
19
作者 何洋 李晓豁 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第2期138-143,共6页
针对纵轴式掘进机截割头随机截割载荷难以准确测定的问题,根据随机过程理论,推导出截割头随机截割载荷的自功率谱表达式,并根据截割功率谱结合虚拟激励法确定截割头的虚拟激励;然后利用求得的响应结合精细积分算法反向推导识别截割头随... 针对纵轴式掘进机截割头随机截割载荷难以准确测定的问题,根据随机过程理论,推导出截割头随机截割载荷的自功率谱表达式,并根据截割功率谱结合虚拟激励法确定截割头的虚拟激励;然后利用求得的响应结合精细积分算法反向推导识别截割头随机截割载荷的表达式,由此建立了精确的截割头时域随机截割载荷的反演数学模型;最后由最小二乘法计算出截割头随机截割载荷的时间历程,并通过正则化方法来减小噪声的干扰。实例验证结果表明,该方法能有效减小噪声干扰,准确地识别截割头的随机截割载荷。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 截割载荷 载荷识别 虚拟激励 正则化
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基于顶板切落的浅埋煤层开采支架工作阻力研究 被引量：8
20
作者 杨登峰 陈忠辉 +2 位作者 朱帝杰 张凌凡 刘鑫 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期286-292,共7页
针对浅埋煤层开采周期来压过程中顶板沿煤壁切落时支架工作阻力的确定方法进行研究。根据直接顶岩体在支承压力作用下破坏失稳的非线性变化特征,建立了由基本顶-直接顶-支架-矸石组成的系统力学模型,应用突变理论和岩石动力学相关分析方... 针对浅埋煤层开采周期来压过程中顶板沿煤壁切落时支架工作阻力的确定方法进行研究。根据直接顶岩体在支承压力作用下破坏失稳的非线性变化特征,建立了由基本顶-直接顶-支架-矸石组成的系统力学模型,应用突变理论和岩石动力学相关分析方法,分别推导了系统失稳前静荷载和失稳后冲击动荷载作用下的支架压缩量表达式,获得了切顶过程中支架荷载的计算式,分析了其主要影响因素。通过对切顶时支架荷载的研究确定了其工作阻力的计算式。结果表明:直接顶的失稳破坏造成了顶板的切落,直接顶岩体的突跳量决定了冲击荷载的大小,系统失稳时的支架荷载除了与基本顶的周期来压步距、上覆岩层荷载、直接顶厚度有关外,还与支架和直接顶岩体的刚度比、直接顶岩体性质等因素相关。结合工程实例,验证了理论推导的合理性。理论研究成果对于分析切顶发生时的支架工作阻力大小,合理选择支架具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 浅埋煤层 切顶 支架工作阻力 突变理论 动荷载
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