检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：武慧杰北京建筑大学

学位级别：硕士

快速、便捷的城轨系统已成为城市现代化的重要标志,它不仅是城市经济发展的重要基础,更是市民生活和工作的重要保障。但是,随着轨道交通线路里程的增长以及客流量的增多,以地铁车辆为代表的城轨车辆的安全运行即将面临前所未有的挑战。... 详细信息

快速、便捷的城轨系统已成为城市现代化的重要标志,它不仅是城市经济发展的重要基础,更是市民生活和工作的重要保障。但是,随着轨道交通线路里程的增长以及客流量的增多,以地铁车辆为代表的城轨车辆的安全运行即将面临前所未有的挑战。地铁齿轮箱作为地铁车辆走行部动力传输的重要零部件,时刻影响着列车的平稳运行。相比于其他机械设备,地铁车辆齿轮传动系统除了承受来自齿轮啮合产生的时变啮合刚度、齿侧间隙非线性、阻尼等内部激励以及牵引电机输出的动力扭矩和负载产生的扭矩等外部激励之外,由于地铁运行环境的恶劣,频繁快速的启动制动使得传动系统时刻处在变速度变载荷的工况下运转,以及由于轨道不平顺产生的道路谱等经轮对、车轴传递至传动系统的被动齿轮,对齿轮传动系统产生冲击。这些城轨车辆齿轮传动系统所特有的冲击激励,将直接影响传动系统的稳定性。然而现有研究针对地铁车辆齿轮系统动力学的研究还较少,而且并不全面;因此全面开展对城轨车辆齿轮传动系统等关键部件的动力学研究,对于保障城轨车辆安全、舒适的运行和促进我国城轨行业的大力发展,有着积极的推动作用。本文基于地铁车辆传动系统的齿轮参数,分析了齿面摩擦、变速度和阻尼、轨道不平顺等三个主要激励对齿轮传动系统的动力学响应,并建立了与之对应的动力学模型,然后基于数值解析法对模型进行解析求解,最后获得了齿轮传动系统的动力学响应,并分析了激励参数对齿轮运行稳定性的影响。具体主要开展的工作如下:(1)对城市轨道交通车辆的结构组成进行了介绍,并对地铁齿轮传动系统的所在的转向架进行了重点分析。分别分析了地铁转向架的轮对、牵引传动装置、中央悬挂装置、基础制动装置等零部件,并对地铁牵引力和制动力在各零部件间的传递路线进行了梳理,为地铁齿轮传动装置的动力学分析,建立了分析基础。(2)在分析齿面摩擦对齿轮传动系统动力学影响的研究中,建立了直齿六自由度动力学耦合模型,重点分析齿面摩擦激励对齿轮系统的动力学响应的影响。并采用能量法对直齿的时变啮合刚度进行了拟合,同时对齿侧间隙、阻尼、负载等内外部激励也进行了考虑。通过对模型的求解定性的分析出,齿轮系统随齿面摩擦系数的变化表现出周期、拟周期、分岔和混沌的运动演化历程,并基于地铁齿轮箱振动试验台进行了实验,结果验证了模型和分析结论的正确性。(3)建立了地铁斜齿轮弯-扭-轴动力学模型,模型将齿轮副啮合过程中产生的时变啮合刚度、由安装加工误差导致的啮合误差以及齿轮本身固有的间隙非线性等齿轮系统所共有的内部参数激励考虑其中,还有地铁运行工况下的外部参数等。通过对齿轮传动系统微分方程的无量刚处理,并用Runge-Kutta数值积分法进行解析求解,获得系统响应状态图。借助振动时域波形图、相图、Poincare图和分岔图等系统状态判定标准,定性分析系统在激励频率、啮合阻尼比变化下呈现的周期运动、拟周期运动、分岔和混沌运动等的演化历程。(4)针对地铁运行在钢轨上,时刻受到轨道不平顺性道路普激励的特殊工况,建立了考虑路谱激励的地铁斜齿轮动力学模型。同样,模型在充分考虑内外激励的基础上,重点分析由于轨道不平顺性对齿轮系统所带来的冲击响应。通过对模型的分析求解分析,定性分析齿轮系统在有无路谱激励下的动力学稳定性及动态传递误差。结果表明,路谱激励影响齿轮系统的单周期运动为拟周期运动,并影响齿轮动态传递误差参数。最后,基于ADAMS动力学仿真软件对包含轨道不平顺激励的齿轮传动系统进行三维建模仿真,进一步验证了模型的正确性。

关键词：地铁齿轮传动系统非线性动力学内外激励轨道谱 Runge-Kutta

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风力发电机齿轮传动系统的FMECA与齿形优化

风力发电机齿轮传动系统的FMECA与齿形优化

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作者：许磊东北大学

学位级别：硕士

齿轮传动作为使用最为广的一种机械机构,它广泛应用于汽车、船舶以及各型工程机械等行业,它具有工作可靠、环境适应性强、结构紧凑等特点。随着风力发电行业的兴起,风力发电机增速设备广泛采用齿轮传动这一机械传动形式,但由于风力发电... 详细信息

齿轮传动作为使用最为广的一种机械机构,它广泛应用于汽车、船舶以及各型工程机械等行业,它具有工作可靠、环境适应性强、结构紧凑等特点。随着风力发电行业的兴起,风力发电机增速设备广泛采用齿轮传动这一机械传动形式,但由于风力发电机常年工作于环境恶劣的荒郊野岭,承受无规则的风载和海水、风沙等物质的侵蚀,因此,对风力发电机齿轮传动系统的使用寿命及传动精度提出了更高的目标。故障模式、影响和危害性分析(FMECA),是产品或系统可靠性分析的一个重要方法,而风力发电机齿轮传动系统,由于其涉及子系统及零部件众多,且故障模式冗杂,仅齿轮一个部件,某一故障产生的原因可能由设计、制造、装配、使用等各个阶段产生,因此,本文将首先采用FMECA方法对齿轮传动系统进行细致的分析研究,通过查阅资料和走访相关单位,收集整理了风力发电机齿轮传动系统的故障模式和原因,评估各故障模式的影响度和危害性,得到传动系统的FMEA和CA模型,并针对各故障模式提出了详细改进措施,极大的缩短和降低了传动系统的研发周期和研发成本,这对提高其使用寿命及可靠性具有重要作用和意义。齿轮,作为传动系统最重要的零部件之一,齿轮的寿命、精度与可靠性与传动系统的寿命、精度、可靠性息息相关,而齿轮修形,是改善齿轮承载能力,提高齿轮寿命和可靠性的有效措施之一,Romax软件是一款专业的齿轮传动系统建模分析软件,它可以对整个齿轮箱进行建模,通过设置仿真温度及润滑等条件,更加充分的考虑各影响因素。本文将采用Romax软件对所要研究的传动系统进行建模、仿真和分析,并通过对比和分析传动误差、齿面载荷及温度分布等因素,确定最佳的修形量和修形方式,在此基础上对传动系统高速级齿轮副进行了动力学特性分析,对比分析了修形前后高速级齿轮副传动误差、振动位移及加速度的频域特性值,进一步验证了合理的修形可以有效减少振动,降低噪声,提高传动系统传动精度、平稳性及可靠性,对该型风力发电机齿轮的设计及实际加工、制造提供重要的意义。

关键词：风力发电机齿轮传动系统 FMECA 可靠性齿轮修形齿形优化

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齿面磨损对直齿轮传动系统动态特性的影响研究

齿面磨损对直齿轮传动系统动态特性的影响研究

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作者：卢凯文青岛理工大学

学位级别：硕士

齿轮传动是机械设备中最普遍的动力传递形式。齿轮在传递动力的同时,齿面会不可避免的产生磨损,贯彻运行始终。齿面磨损会改变齿廓形状,影响齿轮的正常啮合,继而改变齿轮传动系统的动态特性,引发整个系统不稳定,产生诸多其他故障。为揭... 详细信息

齿轮传动是机械设备中最普遍的动力传递形式。齿轮在传递动力的同时,齿面会不可避免的产生磨损,贯彻运行始终。齿面磨损会改变齿廓形状,影响齿轮的正常啮合,继而改变齿轮传动系统的动态特性,引发整个系统不稳定,产生诸多其他故障。为揭示齿面磨损过程对齿轮系统动力学的影响,有效的监测齿轮的磨损。有鉴于此,本文综合齿轮磨损模型、齿轮动力学基本理论和齿轮磨损试验对含磨损故障的直齿轮传动系统动力学特性开展研究。主要研究内容如下:(1)齿面磨损分布情况分析。基于Archard公式和Hertz接触理论建立渐开线直齿轮磨损模型,在MATLAB中数值仿真出不同啮合位置的磨损系数、滑动距离和接触应力,最终计算出齿面磨损情况。数值仿真表明:齿面磨损深度呈现非均匀分布,齿根、齿顶位置磨损量大,而在节线位置几乎不发生磨损。(2)考虑齿面磨损的齿轮模态特性研究。按磨损数值仿真结果在啮合齿轮模型上施加齿面磨损故障,导入到ABAQUS中仿真,对比分析磨损前后齿轮前10阶的模态特性。仿真得到齿轮丰富的振动形态,磨损对振型影响不明显,但固有频率出现明显升高,其中高阶固有频率增大幅度更明显。(3)含磨损故障的齿轮时变啮合刚度和传递误差研究。选用势能法对啮合刚度进行求解计算,分析了磨损对时变啮合刚度和静态传递误差的影响。结果表明:磨损引起的静态传递误差会以啮合频率为周期而变化,并随着磨损循环次数的增加而不断增大;磨损会导致啮合刚度下降,其中双齿啮合刚度的下降幅度大于单齿啮合刚度的下降幅度,影响系统的稳定性。(4)建立了考虑多种非线性因素的6自由度直齿轮动力学模型。综合采用时域、频谱、相平面及Poincare映射对不同磨损程度的系统动态响应进行分析。研究发现,磨损会导致齿轮系统振动响应逐渐变得复杂,系统非线性增强,由单周期运动变为拟周期运动。(5)齿轮磨损试验研究。搭建了动车齿轮箱可视化试验原理平台,借助齿轮试验台进行5000万次循环的磨损试验,分析齿轮箱在不同磨损循环次数下的齿面磨损状况及齿轮箱的振动响应。试验证明了磨损仿真结果的可靠性,齿根和齿顶位置磨损严重,齿面磨损形式以粘着磨损为主,呈现出多种磨损表面特征。试验同时也证明了磨损对系统振动响应的影响,随着齿面磨损程度加剧,齿轮箱的振动幅值及啮合频率、高次谐波的幅值都明显上升,齿轮系统的特征频率可以很好地反应齿面磨损过程,进而达到识别早期齿面磨损状态的目的。

关键词：渐开线直齿轮齿面磨损齿轮传动系统动态特性时变啮合刚度

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混合动力汽车齿轮传动系统动力学建模与分析

混合动力汽车齿轮传动系统动力学建模与分析

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作者：陈艳江苏科技大学

学位级别：硕士

混合动力汽车产业是战略性新兴产业,已成为解决当前能源和环境问题的有效途径之一。齿轮传动系统是混合动力汽车重要组成部分,它主要由复合行星轮机构和平行轴齿轮机构组合而成的,由于其传动系统的结构复杂性,使其动力学特性研究更为困... 详细信息

混合动力汽车产业是战略性新兴产业,已成为解决当前能源和环境问题的有效途径之一。齿轮传动系统是混合动力汽车重要组成部分,它主要由复合行星轮机构和平行轴齿轮机构组合而成的,由于其传动系统的结构复杂性,使其动力学特性研究更为困难,尤其是振动和噪声的研究也是一个棘手的问题。目前,国内外针对平行轴齿轮动力学特性的研究取得了一些成就,而对复合行星齿轮系动力学特性的研究还处于初级阶段。因此,本文借助于多学科建模和仿真软件对该混合动力传动系统进行建模,以此对系统中的齿轮传动系统的非线性动力学特性进行了深入研究。首先对混合动力汽车动力传动系统的结构以及工作原理进行描述,剖析了系统中齿轮系统振动噪声产生机理,分析了其振动给动力传动系统带来的影响。在研究中充分考虑齿轮传动系统中时变啮合刚度、齿侧间隙、综合啮合误差等非线性因素,运用第二类拉格朗日方程,建立了复合行星齿轮系横向-扭转非线性动力学方程和平行轴齿轮传动部分弯-扭-轴非线性动力学方程,通过对复合行星轮系和平行轴齿轮连接部分进行适当的简化处理,最终建立了整个齿轮系统的非线性动力学方程。其次选择多学科建模和仿真软件ITI SimulationX作为研究平台,利用软件中丰富的物理模型库建立相应的物理模块。针对软件中没有的平行轴齿轮传动模块,采用Modelica语言对其进行二次开发,生成了所需的平行轴齿轮传动物理模块,最终构建了混合动力汽车动力传动系统仿真模型。最后借助于SimulationX软件对齿轮传动系统的动态特性进行分析研究,求解出混合动力汽车动力传动系统的固有频率,得出时变啮合刚度、啮合相位、齿侧间隙、啮合阻尼等主要参数以及轴承支撑刚度对系统动态特性的影响。利用SimulationX软件中自带的固有频率和固有振型分析模块,通过改变相关参数可以改善齿轮传动系统的动态特性,使系统的固有频率能够有效的避开混合动力汽车工作转速范围内的啮合频率,以达到避免共振的目的。此外,该齿轮传动系统虚拟样机的建立也为研究齿轮传动系统动力学特性提供了一个直观有效的可视化平台。

关键词：混合动力齿轮传动系统动力学模型 ITI SimulationX 固有频率振动

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兆瓦级风力机齿轮传动系统可靠性评估与寿命预测

兆瓦级风力机齿轮传动系统可靠性评估与寿命预测

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作者：路志成新疆大学

学位级别：硕士

随着能源问题的日趋严重及对新能源发展的迫切需求，风力发电越来越受到世界各国的普遍关注，在国家“双碳”目标的引导下，风力发电将迎来一个新的发展契机。风力发电作为实现双碳目标的“主力军”，将成为电力系统“脱碳”的主导力量... 详细信息

随着能源问题的日趋严重及对新能源发展的迫切需求，风力发电越来越受到世界各国的普遍关注，在国家“双碳”目标的引导下，风力发电将迎来一个新的发展契机。风力发电作为实现双碳目标的“主力军”，将成为电力系统“脱碳”的主导力量。与此同时，风力发电的成本与传统化石能源基本持平，甚至更为经济，具备了进一步降本增效的发展潜力，风电的规模化发展将会降低整个社会的用电成本，从而使能源的转型朝着更加经济的方向发展。推动能源的绿色、低碳转型，对于我国碳达峰、碳中和的实现具有重要意义。　　风力机齿轮箱作为风电机组传动链的核心部件，由于风电机组安装位置偏远，维修不便且成本高昂等因素，因此对齿轮箱承载能力、动态特性以及可靠性提出了更高的要求。失效形式多样、失效机理复杂，造成了齿轮箱事故频发，严重影响了风电机组的可靠性运行。本文以达坂城风场2MW某型号风力机为研究对象，从齿轮传动系统动态可靠性评估、剩余寿命预测以及维修决策等方面展开研究。综合考虑零部件的强度退化、应力-强度干涉、不同失效形式及多级耦合传动效应的影响，建立齿轮传动系统可靠性分析模型。论文主要研究工作如下:　　①风力发电机齿轮传动系统动力学模型　　综合考虑各轮齿间啮合误差、齿轮副时变啮合刚度等因素，以齿轮啮合原理及lagrange方程为基础，运用集中参数法实现2MW某型号风力机齿轮传动系统动力学模型的构建，分析了风力机齿轮传动系统的固有特性，对传动系统各齿轮间动载荷进行求解，为建立齿轮传动系统动态可靠度模型和疲劳寿命预估提供了数据基础。　　②风力发电机随机风速模型研究　　基于对风能和风力资源的描述，为了能更真实的反映齿轮传动系统的外部风载激励，引入新疆达坂城风电场SCADA监测的真实风速数据，采用双参数Weibull分布模型实现对随机风的模拟，结合空气动力学相关理论计算得到相应的转矩，将其作为传动系统的外部载荷激励，推导得到风速与齿轮箱输入转矩、风速与输入转速之间的函数关系，在此基础上对模拟所得的随机风载荷进行函数变换得到风力机传动系统的时变输入转矩及转速。　　③考虑强度退化的齿轮传动系统动态可靠性分析　　针对2MW风力机齿轮箱结构、运行方式，结合SCADA风场实测数据，在应力-强度干涉模型的基础上，将载荷看作随机过程，引入材料强度退化、零部件失效相关性等因素，针对齿轮失效的主要形式进行分析，分别建立接触疲劳和弯曲疲劳动态可靠度模型，结合工程实际经验，对齿轮箱传动系统可靠性进行了等级划分，为齿轮传动系统状态维修提供了一定基础。　　④风力发电机齿轮传动系统疲劳寿命预测　　本方法综合考虑了影响零部件发生疲劳的各种因素，引入Goodman公式，利用修正系数法获得零件的P-S-N曲线，基于改进的Manson-Halford非线性损伤理论建立了零部件的损伤寿命预测模型，对齿轮传动系统各齿轮进行损伤寿命估算,为风力发电机齿轮传动系统的疲劳寿命预测提供了一定参考价值。

关键词：风力发电机齿轮传动系统可靠性寿命预测维修策略

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不确定因素下采煤机截割部齿轮传动系统动力可靠性分析

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煤矿机械 2018年第9期39卷 67-71页

作者：张运真张瑜陈洪月毛君安阳工学院机械工程学院河南安阳455000 辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

针对采煤机截割部齿轮传动系统的工作可靠性低的问题,综合考虑齿轮副的物理参数、几何参数及外激励等因素的随机性,建立了采煤机截割部齿轮传动系统非线性动力学模型,运用变步长Runge-Kutta方法求解了系统的动态响应,通过概率疲劳累积... 详细信息

针对采煤机截割部齿轮传动系统的工作可靠性低的问题,综合考虑齿轮副的物理参数、几何参数及外激励等因素的随机性,建立了采煤机截割部齿轮传动系统非线性动力学模型,运用变步长Runge-Kutta方法求解了系统的动态响应,通过概率疲劳累积损伤理论,建立了截割部齿轮传动系统的动力可靠度模型,并计算得出了各随机参数的变异性对系统及齿轮传动件的动力可靠度的影响,将计算结果与Monte-Carlo方法计算结果进行了对比,验证了方法的可行性,研究结果为采煤机截割部齿轮传动系统的可靠性优化设计提供了理论基础。

关键词：动力可靠性齿轮传动系统截割部不确定性

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齿轮传动系统故障诊断方法研究

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内燃机与配件 2021年第3期 127-128页

作者：吕克明杜晓萍山推工程机械股份有限公司济宁272073

齿轮零件日益广泛的在越来越多的场景和工程中使用,特别是在今天的重工业领域中,在航天、石油、煤矿和军事的工程应用中已经成为其重要机械顺利运行的部件,尽管齿轮传动系统在当前有着如此重要的应用地位但由于其长期使用,系统会出现综... 详细信息

齿轮零件日益广泛的在越来越多的场景和工程中使用,特别是在今天的重工业领域中,在航天、石油、煤矿和军事的工程应用中已经成为其重要机械顺利运行的部件,尽管齿轮传动系统在当前有着如此重要的应用地位但由于其长期使用,系统会出现综合性故障,因此,如果不能够克服长期使用带来的零件损耗问题就无法保障整个装置的安全性和可靠性,所以如何有效地监测和处理机械装置中的齿轮传动系统的故障是当前急需探索的重要议题。

关键词：齿轮传动系统故障诊断方法

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齿轮传动系统布局设计对噪声的影响

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制造技术与机床 1984年第6期 2-6页

作者：李世良昆明工学院机械系

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齿轮传动系统的两个属性

齿轮传动系统的两个属性

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第七届全国齿轮材料,强度及热处理技术研讨会

作者：亢金月张景学交通大学工业大学

该文对一般圆柱齿轮传动装置（平行轴圆柱齿轮减速器）其轴系部件空间分布结构模式进行分析与研究，提取其两个属性，一是“轮位式”，一是“轴角式”;并且使用这两个属性去分析展开式，同轴式，悬挂轴装式他轮减速器各自空间分布特征... 详细信息

该文对一般圆柱齿轮传动装置（平行轴圆柱齿轮减速器）其轴系部件空间分布结构模式进行分析与研究，提取其两个属性，一是“轮位式”，一是“轴角式”;并且使用这两个属性去分析展开式，同轴式，悬挂轴装式他轮减速器各自空间分布特征及相互联系，最后给出实例分析。

关键词：齿轮传动系统减速器圆柱齿轮轮位式轴角式

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航空发动机高速齿轮传动系统动力学研究

航空发动机高速齿轮传动系统动力学研究

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作者：杨献恩沈阳航空工业学院

学位级别：硕士

本文以航空发动机附件传动系统为研究对象,对附件机匣的二级直齿圆柱齿轮传动系统进行了动力学特性研究。在考虑了时变啮合刚度、齿轮传动误差以及间隙非线性函数等非线性因素的基础上,利用集中质量法建立了直齿轮传动系统的非线性模型... 详细信息

本文以航空发动机附件传动系统为研究对象,对附件机匣的二级直齿圆柱齿轮传动系统进行了动力学特性研究。在考虑了时变啮合刚度、齿轮传动误差以及间隙非线性函数等非线性因素的基础上,利用集中质量法建立了直齿轮传动系统的非线性模型,得到了系统的8自由度2阶间隙非线性动力学微分方程,并对方程进行了无量纲处理。为确定系统的结构参数,对系统的时变啮合刚度和齿侧间隙进行了数值模拟,获得了考虑重合度时的啮合刚度和齿侧间隙。利用广义特征值法进行了模态分析,对齿轮传动系统的固有频率进行了求解,得到了系统的各阶固有频率。使用Runge-Kutta数值计算方法对系统的非线性动力学方程进行求解,得到了系统的动态仿真结果,结果显示系统具有很强的非线性。结合系统的动态位移响应、速度响应和加速度响应,以及相位图和庞加莱截面,讨论了系统在不同激励频率下表现出的不同运动状态。分析表明当内部激励频率发生变化时,系统的运动状态会经历周期—拟周期—周期的状态转换。本文讨论了齿轮结构参数对系统动态性能的影响。利用直接求导法推导了传动系统q模型对系统刚度和阻尼的灵敏度计算公式,利用数值计算方法求得系统响应对刚度和阻尼的灵敏度曲线,并通过灵敏度幅值曲线进行了灵敏度分析,得到了刚度和阻尼对系统响应的影响规律。通过改变啮合误差并求解动力学方程,得到了啮合误差对系统动态性能的影响规律。若系统的动态性能不满足设计要求,可根据结构参数对系统动态性能的影响规律调整结构参数,使系统的动态性能满足设计要求。通过对齿轮非线性动力学的研究,可以改善系统的动态性能,完善航空发动机高速齿轮传动系统的动态设计,从而指导高质量齿轮传动系统的设计和制造。

关键词：齿轮传动系统非线性模型固有频率动态特性灵敏度

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