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焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件書(shū)名:焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)第2版鄧洪軍ISBN:978-7-111-27009-6出版社:機(jī)械工業(yè)出版社本書(shū)配有電子課件教材詳情:請(qǐng)點(diǎn)擊查閱機(jī)械工業(yè)出版社教材效勞網(wǎng)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)第二章焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的根本理論第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算第四節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的疲勞破壞第五節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的脆性破壞第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭:在焊件需要連接的部位,用焊接方法制造而成的接頭稱(chēng)為焊接接頭。焊縫金屬熔合區(qū)熱影響區(qū)母材焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的根本形式對(duì)接接頭搭接接頭角接接頭T形接頭焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件焊接接頭的根本形式→對(duì)接接頭對(duì)接接頭:兩焊件外表構(gòu)成大于或等于135°,小于或等于180°的夾角,即兩板相對(duì)端面焊接而形成的接頭叫做對(duì)接接頭。優(yōu)點(diǎn):傳力效率高、應(yīng)力集中低,具有很好的綜合性能。缺點(diǎn):焊前準(zhǔn)備工作量大,組裝費(fèi)工時(shí),焊接變形較大。FF斜縫對(duì)接接頭對(duì)接接頭幾點(diǎn)說(shuō)明第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的根本形式→搭接接頭搭接接頭:兩板件局部重疊起來(lái)進(jìn)行焊接所形成的接頭稱(chēng)為搭接接頭。優(yōu)點(diǎn):焊前準(zhǔn)備工作量少,對(duì)焊工技術(shù)水平要求較低,焊接的橫向收縮量也較少。缺點(diǎn):構(gòu)件形狀變化大,應(yīng)力分布不均勻,應(yīng)力集中復(fù)雜,材料消耗量大,接頭動(dòng)載強(qiáng)度低。應(yīng)用:用于工作環(huán)境良好,受力較少的不重要結(jié)構(gòu)。種類(lèi):角焊縫、開(kāi)槽焊、塞焊。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的根本形式→搭接接頭FF2δFF開(kāi)槽焊搭接接頭塞焊接頭焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的根本形式→T形〔十字〕接頭T形〔十字〕接頭:將相互垂直的被連接件,用角焊縫連接起來(lái)的接頭。優(yōu)點(diǎn):能承受各種方向的力和力矩。缺點(diǎn):接頭的根部有很深的缺口,承載能力低。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的根本形式→角接頭角接接頭:兩板件端面構(gòu)成30°-135°夾角的焊接接頭稱(chēng)作角接接頭。特點(diǎn):獨(dú)立使用時(shí)承載能力很低,一般用來(lái)組成箱體結(jié)構(gòu)或容器結(jié)構(gòu)之后起作用。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的根本特點(diǎn)及影響接頭性能的因素幾何不連續(xù)性能不均勻有殘余應(yīng)力和變形基本特點(diǎn)殘余應(yīng)力組織成分不同焊趾及咬邊熱影響區(qū)焊縫金屬應(yīng)力集中角變形錯(cuò)邊焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)高職高專(zhuān)ppt課件第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的組成→熔合區(qū)和熱影響區(qū)熔合區(qū)是接頭中焊縫與熱影響區(qū)相互過(guò)度的區(qū)域,很窄〔0.1-0.5mm〕,是焊接接接頭中最薄弱的地帶。熱影響區(qū)是母材受焊接熱的影響而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。其寬度與焊接方法及熱輸入量大小有關(guān)。焊后,可能產(chǎn)生脆化、硬化和軟化等不利現(xiàn)象。第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的組成→焊縫焊縫:在焊接過(guò)程中由填充金屬和局部母材熔合后凝固形成的。起著連接金屬和傳遞力的作用。焊縫的根本形式:對(duì)接焊縫和角焊縫不開(kāi)坡口的對(duì)接焊縫形式卷邊對(duì)接平對(duì)接焊接接頭的組成→焊縫→對(duì)接焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)坡口:根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要,將焊件待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽稱(chēng)坡口。坡口焊縫:在焊接過(guò)程中用填充金屬填滿坡口而形成的焊縫稱(chēng)坡口焊縫。對(duì)接焊縫開(kāi)坡口的目的:確保接頭質(zhì)量,調(diào)節(jié)焊接變形。坡口形狀選擇:板材厚度、焊接方法和工藝過(guò)程。a可焊到性和便于施焊b降低焊接材料的消耗量c坡口易加工d減少或控制焊接變形第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的組成→焊縫→對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫的典型坡口形式坡口角度的大小與與板厚和焊接方法有關(guān)根部間隙:焊前在接頭根部之間預(yù)留的間隙坡口尺寸選擇:第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的組成→焊縫→角焊縫角焊縫:兩焊件結(jié)合面所構(gòu)成直交角或近似直交角,并用填充金屬焊成的焊縫稱(chēng)角焊縫。優(yōu)點(diǎn):焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單,裝配容易。缺點(diǎn):不是理想的傳力焊縫,工作應(yīng)力復(fù)雜,應(yīng)力集中因素較多。分類(lèi):平角焊縫、凹角焊縫、凸角焊縫、不等腰角焊縫開(kāi)坡口:板厚大于13mm時(shí),節(jié)約焊接材料,減少焊接變形。第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)KKa焊接接頭的組成→焊縫→角焊縫KKaKKaKKa角焊縫的截面形狀第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接接頭的組成→焊縫→典型焊縫形狀及其各局部名稱(chēng)第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫代號(hào)焊接圖是焊接施工所用的工程圖樣。要看懂施工圖,就必須了解各焊接結(jié)構(gòu)中焊縫代號(hào)及其標(biāo)注方法。如下圖是兩個(gè)支座的焊接圖。圖中多處標(biāo)注有焊縫代號(hào),用來(lái)說(shuō)明焊接結(jié)構(gòu)在加工制作時(shí)的根本要求。第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)支座焊接圖焊縫代號(hào)第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫代號(hào)的定義:把在圖樣上用技術(shù)制圖方法表示的焊縫根本形式和尺寸采用一些符號(hào)來(lái)表示的方法。焊縫代號(hào)可以表示出:1〕所焊焊縫的位置;2〕焊縫橫截面形狀〔坡口形狀〕及坡口尺寸;3〕焊縫外表形狀特征;4〕焊縫某些特征或其他要求。焊縫代號(hào)第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫代號(hào)的組成焊縫符號(hào)一般由根本符號(hào)和指引線組成,必要時(shí)可以加上輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸及數(shù)據(jù)?!?〕根本符號(hào)表示焊縫端面〔坡口〕形狀的符號(hào),見(jiàn)表。焊縫名稱(chēng)焊縫橫截面形狀符號(hào)I形焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫名稱(chēng)焊縫橫截面形狀符號(hào)V形焊縫帶鈍邊V形焊縫單邊V形焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫名稱(chēng)焊縫橫截面形狀符號(hào)鈍邊單邊V形焊縫帶鈍邊U形焊縫封底焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫名稱(chēng)焊縫橫截面形狀符號(hào)角焊縫塞焊縫或槽焊縫喇叭形焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫名稱(chēng)焊縫橫截面形狀符號(hào)點(diǎn)焊縫縫焊焊縫第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)輔助符號(hào)表示焊縫外表形狀特征的符號(hào),如表所示。當(dāng)不需要確切說(shuō)明焊縫的外表形狀時(shí),可以不用輔助符號(hào)。第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)名稱(chēng)焊縫輔助形式符號(hào)說(shuō)明平面符號(hào)表示焊縫表面平齊凹面符號(hào)表示焊縫表面凹陷凸面符號(hào)表示焊縫表面凸出第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)補(bǔ)充符號(hào)為了補(bǔ)充說(shuō)明焊縫某些特征而采用的符號(hào)稱(chēng)為補(bǔ)充符號(hào)。名稱(chēng)形式符號(hào)說(shuō)明帶墊板符號(hào)表示焊縫底部有墊板三面焊縫符號(hào)表示三面焊縫和開(kāi)口方向第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)名稱(chēng)形式符號(hào)說(shuō)明周?chē)缚p符號(hào)表示環(huán)繞工件周?chē)缚p現(xiàn)場(chǎng)符號(hào)表示在現(xiàn)場(chǎng)或工地上進(jìn)行焊接尾部符號(hào)指引線尾部符號(hào)可參照GB/T5185—1999標(biāo)注焊接方法第一節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的根本知識(shí)焊縫尺寸符號(hào)用來(lái)代表焊縫的尺寸要求的符號(hào)稱(chēng)為焊縫尺寸符號(hào)。名稱(chēng)符號(hào)示意圖標(biāo)注示例工件厚度坡口角度坡口深度根部間隙鈍邊高度δαΗΒp第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)名稱(chēng)符號(hào)示意圖標(biāo)注示例焊縫段數(shù)焊縫長(zhǎng)度焊縫間隙焊角尺寸nleK熔核直徑d相同焊縫數(shù)量符號(hào)N第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)位置第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)由箭頭線和基準(zhǔn)線組成;箭頭指向焊縫處;基準(zhǔn)線由兩條互相平等的細(xì)實(shí)線和虛線組成;當(dāng)需要說(shuō)明焊接方法時(shí),可以在基準(zhǔn)線末端增加尾部符號(hào)。指引線第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接方法表示代號(hào)焊接方法代號(hào)焊接方法代號(hào)電弧焊1電阻焊2焊條電弧焊111點(diǎn)焊21埋弧焊12縫焊22熔化極惰性氣體保護(hù)焊131閃光焊24第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊接方法代號(hào)焊接方法代號(hào)鎢極惰性氣體保護(hù)焊141氣焊3壓焊4氧—乙炔焊311超聲波焊41氧—丙烷焊312摩擦焊42其他焊接方法7擴(kuò)散焊45激光焊751爆炸焊441電子束焊76焊接方法表示代號(hào)第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)識(shí)別焊縫代號(hào)的根本方法1〕根據(jù)箭頭的指引方向了解焊縫在焊件上的位置。2〕看圖樣上焊件的結(jié)構(gòu)形式〔即組焊焊件的相對(duì)位置〕識(shí)別出接頭形式。3〕通過(guò)根本符號(hào)可以識(shí)別焊縫形式〔即坡口形式〕根本符號(hào)上下標(biāo)有坡口角度及對(duì)裝間隙。4〕通過(guò)基準(zhǔn)線的尾部標(biāo)注可以了解:采用的焊接方法對(duì)焊接的質(zhì)量要求無(wú)損檢驗(yàn)要求第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)識(shí)別焊縫代號(hào)的根本方法第一節(jié)焊接接頭的根本知識(shí)焊縫坡口采用帶鈍邊的V形坡口,坡口間隙為2mm,鈍邊高為3mm,坡口角度為60°,采用焊條電弧焊焊接,反面封底焊,反面焊縫要求打磨平整。一、應(yīng)力集中二、電弧焊接頭的應(yīng)力分布1、對(duì)接接頭2、T形(十字)接頭3、搭接接頭第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力應(yīng)力集中:所謂應(yīng)力集中,是指接頭局部區(qū)域的最大應(yīng)力值較平均應(yīng)力值高的現(xiàn)象。應(yīng)力集中系數(shù)KT=σmax/σav焊接接頭中產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因焊縫中有工藝缺陷焊縫外形不合理焊接接頭設(shè)計(jì)不合理應(yīng)力集中第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力電弧焊接頭的工作應(yīng)力分布余高:在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中,對(duì)接接頭的焊縫略高于母材金屬的板面,超出母材外表連線上面的那局部焊縫金屬的最大高度稱(chēng)為余高。對(duì)接接頭第一節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力電弧焊接頭的工作應(yīng)力分布→對(duì)接接頭影響應(yīng)力集中系數(shù)的因素:余高h(yuǎn)和焊縫向母材金屬過(guò)渡的半徑r。余高和過(guò)渡半徑與應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力電弧焊接頭的工作應(yīng)力分布→T形〔十字〕接頭未開(kāi)坡口:未焊透,根部和焊趾應(yīng)力集中很大,KT隨θ減小而減小,隨K增大減小。開(kāi)坡口:焊透,應(yīng)力集中系數(shù)小于1,根本不存在應(yīng)力集中。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力電弧焊接頭的工作應(yīng)力分布→搭接接頭根據(jù)搭接角焊縫受力的方向:正面角焊縫:焊縫與力的作用方向垂直。側(cè)面角焊縫:焊縫與力的作用方向相平行。斜向角焊縫:介于正面角焊縫和側(cè)面角焊縫之間。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力搭接接頭→正面角焊縫的工作應(yīng)力分布在角焊縫的焊根A點(diǎn)和焊趾B點(diǎn),都有較大的應(yīng)力集中。減小θ角和增大熔深,焊透根部,都可以降低應(yīng)力集中系數(shù)。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力搭接接頭→側(cè)面角焊縫的工作應(yīng)力分布其特點(diǎn)是最大應(yīng)力在兩端,中部應(yīng)力最小,而且焊縫較短時(shí)應(yīng)力分布較均勻,焊縫較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)力分布不均勻的程度就增加。通常規(guī)定側(cè)面角焊縫不得大于50K〔K為焊腳尺寸〕。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力搭接接頭→聯(lián)合角焊縫的工作應(yīng)力分布既有側(cè)面角焊縫又有正面角焊縫的搭接接頭稱(chēng)為聯(lián)合角焊縫搭接接頭。只有側(cè)面角焊縫的搭接接頭中,母材金屬斷面上的應(yīng)力分布不均勻。增加正面角焊縫后應(yīng)力分布較為均勻,截面上兩端點(diǎn)上的應(yīng)力集中得到改善。第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力搭接接頭→蓋板接頭中的工作應(yīng)力分布第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力側(cè)面搭接接頭的工作應(yīng)力均勻化第二節(jié)電弧焊接頭的工作應(yīng)力工作焊縫和聯(lián)系焊縫焊縫與被連接的元件是串聯(lián)的,它承擔(dān)著傳遞全部載荷的作用,即焊縫一旦斷裂,結(jié)構(gòu)就立即失效,其應(yīng)力稱(chēng)為工作應(yīng)力。第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算工作焊縫工作焊縫和聯(lián)系焊縫焊縫與被連接的元件是并聯(lián)的,它僅傳遞很小的載荷,主要起元件之間相互聯(lián)系的作用,焊縫一旦斷裂,結(jié)構(gòu)不會(huì)立即失效,其應(yīng)力稱(chēng)為聯(lián)系應(yīng)力。聯(lián)系焊縫第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算焊接接頭強(qiáng)度計(jì)算的假設(shè)1)殘余應(yīng)力對(duì)接頭強(qiáng)度沒(méi)有影響;2)焊趾處和余高處的應(yīng)力集中對(duì)接頭強(qiáng)度沒(méi)有影響;3)接頭的工作應(yīng)力是均布的,以平均應(yīng)力計(jì)算;4)正面角焊縫與側(cè)面角焊縫強(qiáng)度沒(méi)有差別;5)焊腳尺寸K的大小對(duì)角焊縫的強(qiáng)度沒(méi)有影響;6)角焊縫都是在切應(yīng)力的作用下破壞的,按切應(yīng)力計(jì)算其強(qiáng)度;第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算焊接接頭強(qiáng)度計(jì)算的假設(shè)7〕角焊縫的破斷面在角焊縫截面的最小高度上,其值等于內(nèi)接三角形高a,直角等腰角焊縫的計(jì)算高度:8〕采用熔深較大的焊接方法時(shí),應(yīng)考慮余高和熔深。其角焊縫計(jì)算斷面高度a為:a=〔K+p〕cos45o當(dāng)K≤8mm時(shí),可取a等于K當(dāng)K>8mm時(shí),可取p=3mm第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算電弧焊接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算電弧焊接頭靜載強(qiáng)度計(jì)算的一般表達(dá)式為:б≤[бˊ]或τ≤[τˊ]式中б,τ為平均工作應(yīng)力;[бˊ]
[τˊ]為焊縫的許用應(yīng)力.第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算對(duì)接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算不考慮焊縫余高焊縫長(zhǎng)度取實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算厚度取兩板中較薄者如果焊縫的許用應(yīng)力與根本金屬的相等,那么不必進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算對(duì)接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算受垂直板面彎矩(M2):受拉時(shí):受壓時(shí):受剪切時(shí):受板平面內(nèi)彎矩(M1):第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算
兩塊板厚為5mm、寬為500mm的鋼板對(duì)接在一起,兩端受284000N的拉力,材料為Q235-A鋼,[σt`]=142MPa,試校核其焊縫強(qiáng)度。
對(duì)接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算例題第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算對(duì)接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算解:F=284000N,L=500mm,δ1=5mm,[σt`]=142MPa,所以這個(gè)對(duì)接接頭焊縫強(qiáng)度滿足要求,結(jié)構(gòu)工作時(shí)是平安的。第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算對(duì)接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算例2兩塊板厚為10mm的鋼板對(duì)接,焊縫受29300N的切力,材料為Q235—A鋼,試設(shè)計(jì)焊縫的長(zhǎng)度〔鋼板寬度〕。解由公式(3-2)可得由條件知Q=29300N,δ=10mm;由表2-3中查得[τˊ]=98MPa,代入上式得取L=32mm,即當(dāng)焊縫長(zhǎng)度為32mm時(shí),強(qiáng)度滿足要求.第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算例2兩塊板厚為10mm的鋼板對(duì)接,焊縫受29300N的切力,材料為Q235—A鋼,試設(shè)計(jì)焊縫的長(zhǎng)度〔鋼板寬度〕。解由公式(3-2)可得由條件知Q=29300N,δ=10mm;由表2-3中查得[τˊ]=98MPa,代入上式得搭接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算受拉、壓搭接街頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算搭接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算例3將100mm×100mm×10mm的角鋼用角焊縫搭接在一塊鋼板上,見(jiàn)以下圖。受拉伸時(shí)要求與角鋼等強(qiáng)度,試計(jì)算接頭的合理尺寸K和L應(yīng)該是多少?第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算解從材料手冊(cè)查得角鋼斷面面積A=19.2cm2;許用拉應(yīng)力[бˊt]=160MPa=160N/mm2,焊縫許用切應(yīng)力[τˊ]=100MPa=100N/mm2角鋼的允許載荷[F]=A[бˊt]=19200mm×160N/mm2=307200N。假定接頭上各段焊縫中切應(yīng)力都到達(dá)焊縫許用切應(yīng)力值,即τ=[τˊ]。假設(shè)取K=10mm,用焊條電弧焊,那么所需的焊縫總長(zhǎng)度為:搭接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度計(jì)算角鋼一端的正面角焊縫L3=100mm,那么兩側(cè)焊縫總長(zhǎng)度為339mm。根據(jù)材料手冊(cè)查得角鋼的拉力作用線位置e=28.3mm,按杠桿原理,那么側(cè)面角焊縫L2應(yīng)承受全部側(cè)面角焊縫應(yīng)該承
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