abaqus計(jì)算阻抗的案例
關(guān)于PCB板“阻抗”的小知識(shí)和阻抗計(jì)算小工具
微帶線特性阻抗由導(dǎo)線的厚度、寬度、基材厚度及介電常數(shù)決定。主要用于雙層和多層板。
下面看幾種不同類型阻抗圖：
一、差分阻抗
參考地平面同單端阻抗一樣，唯一的差別是線寬線距也要調(diào)整有要求
二、特性阻抗(單端阻抗）
針對(duì)很多線做阻抗，只有下面有地平面，參照最接近的地層做，如果是內(nèi)層的線則要參考最接近的2層地平面做。
三、共面阻抗（共面差分和共面特性）
3.1共面差分
共面差分周圍有均勻的銅皮圍著，銅皮到阻抗線距離一致，且銅皮上有成排via孔，共面差分阻抗線下面和周邊都有地平面。
3.2共面特性
介紹了這么多，大家對(duì)PCB的阻抗是否有點(diǎn)一些認(rèn)識(shí)，阿昆大概總結(jié)下：
0、阻抗的作用是為了保證信號(hào)傳輸?shù)耐暾裕_保信號(hào)從A點(diǎn)可以完整傳到B點(diǎn)，不會(huì)變形失真。
1、阻抗主要是針對(duì)高速信號(hào)作的要求。
2、不同信號(hào)阻抗值不一樣，由PCB設(shè)計(jì)工程師結(jié)合方案要求確認(rèn)。
3、阻抗值受PCB非常多的因素影響。
4、阻抗值是通過(guò)專業(yè)的阻抗計(jì)算軟件，結(jié)合阻抗類型、線寬、線距、板材、疊層、板厚、介質(zhì)等因素進(jìn)行綜合計(jì)算。
5、板廠通過(guò)設(shè)備如阻抗測(cè)試儀測(cè)試最終阻抗
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阻抗計(jì)算工具介紹
板廠通常用的阻抗計(jì)算工具軟件是Polar SI9000,.但這里給大家推薦一款阻抗介紹更方便的集成工具，其實(shí)也和Polar SI9000，但作了漢化，也更好用。這就是PCB的DFM評(píng)審工具中自帶的功能。
展開 變壓器空載損耗、負(fù)載損耗以及阻抗電壓的計(jì)算
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢(shì)：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時(shí)：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時(shí)：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢(shì)等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計(jì)算-變壓器的空載損耗組成。
空載損耗包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級(jí)線圈電阻上的損耗，前者稱為鐵損后者稱為銅損。由于空載電流很小，后者可以略去不計(jì)，因此，空載損耗基本上就是鐵損。
影響變壓器空載損耗鐵損的因素很多，以數(shù)學(xué)式表示，則式中
Pn、Pw——表示磁滯損耗和渦流損耗kn、kw——常數(shù)
f——變壓器外施電壓的頻率赫
Bm——鐵芯中最大磁通密度韋/米2
n——什捷因麥茲常數(shù)，對(duì)常用的硅鋼片，當(dāng)Bm=(1.0～1.6)韋/米2時(shí)，n≈2，對(duì)目前使用的方向性硅鋼片，取2．5～3．5。
根據(jù)變壓器的理論分析，假定初級(jí)感應(yīng)電勢(shì)為E1（伏），則：E1=KfBm（2）
K為比例常數(shù)，由初級(jí)匝數(shù)及鐵芯截面積而定，則鐵損為：
由于初級(jí)漏阻抗壓降很小，若忽略不計(jì)，
E1=U1（4）
可見，變壓器空載損耗鐵損與外施電壓有很大關(guān)系如果電壓V為一定值，則變壓器空載損耗鐵損不變，（因?yàn)閒不變），又因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)U1=U1N，故空載損耗又稱不變損耗。如果電壓波動(dòng)，則空載損耗即變化。
展開 變壓器空載損耗、負(fù)載損耗以及阻抗電壓的計(jì)算還沒搞懂嗎？
五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時(shí)，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時(shí)所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。
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五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時(shí)，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時(shí)所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢(shì)：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時(shí)：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時(shí)：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢(shì)等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計(jì)算-變壓器的空載損耗組成。
展開 
變壓器空載損耗、負(fù)載損耗以及阻抗電壓的計(jì)算還沒搞懂嗎？
五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時(shí)，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時(shí)所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢(shì)：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時(shí)：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時(shí)：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢(shì)等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計(jì)算-變壓器的空載損耗組成。
展開 關(guān)于指數(shù)號(hào)筒的輻射阻抗和截止頻率計(jì)算
【基本概念】
1 號(hào)筒（horn）
（電聲詞典）它亦稱“喇叭（筒）”。截面積在長(zhǎng)度方向逐漸變化的聲管。用于改進(jìn)振膜與空氣負(fù)載的匹配，還可以調(diào)節(jié)號(hào)筒揚(yáng)聲器的指向性。
2 指數(shù)號(hào)筒（exponential horn）
截面積隨縱向位置呈指數(shù)增長(zhǎng)的一種號(hào)筒。它提供了較為均勻的輻射特性和較寬的頻率響應(yīng)范圍。
3 擴(kuò)張常數(shù)（flare constant）
它是指喇叭橫截面的形狀參數(shù)，用于描述喇叭的逐漸擴(kuò)大或收縮的程度。
喇叭的橫截面可以是各種形狀，如圓形、拋物線形、指數(shù)形等。這些不同的形狀會(huì)對(duì)喇叭的聲學(xué)特性產(chǎn)生影響。喇叭的擴(kuò)張常數(shù)是其中一個(gè)重要的參數(shù)，它決定了喇叭橫截面的變化速率。在指數(shù)喇叭中，擴(kuò)張常數(shù)表示喇叭橫截面的幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)率。具體來(lái)說(shuō)，如果喇叭的截面積隨著距離喇叭口越來(lái)越遠(yuǎn)而以指數(shù)函數(shù)的形式增大，那么擴(kuò)張常數(shù)就是這個(gè)指數(shù)函數(shù)的底數(shù)。較大的擴(kuò)張常數(shù)表示喇叭的橫截面變化更為急劇，喇叭的聲壓級(jí)分布也會(huì)相應(yīng)改變。通過(guò)調(diào)整喇叭的擴(kuò)張常數(shù)，設(shè)計(jì)師可以控制喇叭的頻率響應(yīng)、指向性和功率傳輸?shù)嚷晫W(xué)特性。一般來(lái)說(shuō)，較小的擴(kuò)張常數(shù)可使喇叭具有更廣的頻率響應(yīng)范圍，但指向性較差；而較大的擴(kuò)張常數(shù)則可以提供更好的指向性，但可能限制頻率響應(yīng)的范圍。
4 喇叭的截止頻率（horn cutoff frequency）
它是喇叭能傳播有效聲音的最低頻率。在該頻率以下，喇叭無(wú)法有效傳輸聲音。它是與喇叭的尺寸、形狀和設(shè)計(jì)參數(shù)等因素相關(guān)的重要參數(shù)。
【正文】
Although there are numerous mathematical
展開 基于Simdroid實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)限流器阻抗計(jì)算
超導(dǎo)限流器具有兩個(gè)基本特征：一是在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)出很低的阻抗，不會(huì)對(duì)輸電質(zhì)量和輸電損耗產(chǎn)生顯著的不利影響；二是在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)呈現(xiàn)較高的暫態(tài)阻抗，從而達(dá)到抑制短路電流幅值的作用。
單相飽和鐵心型超導(dǎo)限流器原理示意圖
限流器研制廠家往往通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行限流阻抗測(cè)試，成本較高；而采用仿真的方式能夠顯著節(jié)約成本、縮短研發(fā)周期，并可靈活改變限流器模型參數(shù)、激勵(lì)參數(shù)，快速優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
本次仿真計(jì)算的某型號(hào)超導(dǎo)限流器模型主要包括鐵心、直流繞組和交流繞組。其中，鐵心采用非線性材料，相應(yīng)的BH曲線如圖所示。由于限流器模型具備對(duì)稱性，所以采用1/2模型進(jìn)行超導(dǎo)限流器穩(wěn)態(tài)和限流態(tài)仿真計(jì)算，可以極大降低仿真計(jì)算的工作量。
鐵心BH曲線
1 穩(wěn)態(tài)阻抗計(jì)算
Calculation of steady-state
穩(wěn)態(tài)阻抗是限流器帶直流正常運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的阻抗。此時(shí)，交流電流為額定電流附近，直流勵(lì)磁使鐵心充分飽和，限流器表現(xiàn)為低阻抗狀態(tài)。
首先，給出了限流器在穩(wěn)態(tài)時(shí)交流繞組的電流波形和電壓波形，并與主流商業(yè)軟件計(jì)算結(jié)果對(duì)比，兩者變化趨勢(shì)一致，吻合度較高，而且在0.1s時(shí)電流波形已基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。
電流波形對(duì)比圖
電壓波形對(duì)比圖
同時(shí)，給出了限流器鐵心在電流波形穩(wěn)定后、0.14s時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖和矢量圖，鐵心處于深度飽和狀態(tài)。
阻抗計(jì)算以電壓和電流有效值的比值來(lái)表征，即
其中，Vm、Im是限流器兩端電壓、電流有效值。穩(wěn)態(tài)阻抗的計(jì)算結(jié)果與商軟誤差在1%以內(nèi)。穩(wěn)態(tài)阻抗較小，對(duì)整個(gè)輸配電系統(tǒng)影響很小。
展開 變壓器空載損耗、負(fù)載損耗以及阻抗電壓的計(jì)算還沒搞懂嗎？
五、空載損耗、負(fù)載損耗、阻抗電壓的計(jì)算
空載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時(shí)，所消耗的有功功率稱空載損耗。
算法如下：空載損耗=空載損耗工藝系數(shù)×單位損耗×鐵心
負(fù)載損耗：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流時(shí)所消耗的有功功率稱為負(fù)載損耗。
算法如下：負(fù)載損耗=最大的一對(duì)繞組的電阻損耗+附加損耗
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗+雜散損耗+引線損耗
阻抗電壓：當(dāng)變壓器二次繞組短路(穩(wěn)態(tài))，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%
匝電勢(shì)：u=4.44*f*B*At,V
其中：B—鐵心中的磁密，TAt—鐵心有效截面積，平方米
可以轉(zhuǎn)化為變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算常用的公式：
當(dāng)f=50Hz時(shí)：u=B*At/450*10^5,V
當(dāng)f=60Hz時(shí)：u=B*At/375*10^5,V
如果你已知道相電壓和匝數(shù)，匝電勢(shì)等于相電壓除以匝數(shù)變壓器空載損耗計(jì)算-變壓器的空載損耗組成。
展開 ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計(jì)算表格（含計(jì)算結(jié)果）
這是根據(jù)GB50010-2010中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的混凝土本構(gòu)模型，結(jié)合文獻(xiàn)所述的損傷因子定義，編制的計(jì)算C30混凝土非彈性應(yīng)變和損傷因子的EXCEL表格。也是邊學(xué)變做，希望能和大家多交流。
C30砼本構(gòu)（損傷塑性模型）.rar
ABAQUS混凝土損傷塑性損傷因子計(jì)算依據(jù).rar
ABAQUS 在計(jì)算到step3后計(jì)算中斷，變形過(guò)大
我在原本可以計(jì)算的模型的基礎(chǔ)上修改的，只是刪了幾個(gè)樓板與梁連接的栓釘
Mesh Free-眼鏡剛強(qiáng)度校核計(jì)算，附Abaqus計(jì)算結(jié)果對(duì)比
采用Mesh Free對(duì)某品牌眼鏡整體剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核，如下圖所示，Mesh Free支持在不用做幾何清理的前提下進(jìn)行計(jì)算分析，導(dǎo)入模型部件可以包含細(xì)節(jié)特征，比如螺釘上的倒角。
眼鏡定義了5種線彈性材料：鏡架主體采用鈦合金；眼鏡片采用樹脂；螺釘?shù)冗B接件采用鋼；鼻托和鏡片扎線采用兩種不同的尼龍材料。
眼鏡腿一只固定，另一只向上掰，加力1N，模擬分析此種工況下眼鏡整體結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度。
Mesh Free所有接觸面定義為完全剛性連接，Abaqus作同樣處理，不考慮非線性因素，對(duì)比二者的線性計(jì)算結(jié)果。
Mesh Free給出的眼鏡最大變形為23.92mm，Abaqus的結(jié)果為23.46mm。
Mesh Free給出的眼鏡最大應(yīng)力為303.4MPa，Abaqus的結(jié)果為308.3MPa。
談?wù)凪esh Free使用感受：
雖然我常用ABQ，但是不得不說(shuō)，對(duì)于包含細(xì)節(jié)幾何特征的復(fù)雜裝配結(jié)構(gòu)建模分析，Mesh Free真的要比Abaqus高效的多。
據(jù)我了解Mesh Free的非線性也在大力的開發(fā)之中，目前已經(jīng)支持經(jīng)典塑性材料非線性、邊界條件非線性也可以設(shè)置滑動(dòng)和一般的摩擦接觸。
對(duì)不熟悉常規(guī)有限元操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，不用幾何清理、不用劃網(wǎng)格是極好的體驗(yàn)。
關(guān)鍵是Mesh Free的結(jié)果也確實(shí)很準(zhǔn)，目前的CAE無(wú)非是追求更準(zhǔn)的基礎(chǔ)上算的更快，這兩點(diǎn)Mesh Free無(wú)疑是滿足的。
Mesh Free
Abaqus
展開 
ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計(jì)算表格（含計(jì)算結(jié)果） ￥3.7
計(jì)算表格（如下）中標(biāo)黃部分的參數(shù)可自行設(shè)定后，EXCEL程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算“抗拉強(qiáng)度、非彈性應(yīng)變、受拉損傷因子”。
隨機(jī)振動(dòng)分析-abaqus（附一個(gè)電池包計(jì)算案例） ￥20
四、如何將時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)曲線轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線
五、 隨機(jī)振動(dòng)分析理論
附.常見功率譜密度曲線給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計(jì)算
附.國(guó)標(biāo)中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計(jì)算的？
六. 隨機(jī)振動(dòng)分析案例-abaqus
第一步：計(jì)算結(jié)構(gòu)模態(tài)，輸出位移和應(yīng)力。
第二步：隨機(jī)振動(dòng)分析
2.1 定義輸出頻率上下限和模態(tài)阻尼
2.2 定義PSD載荷及加載
2.3 定義輸出
2.4 隨機(jī)振動(dòng)計(jì)算頭文件設(shè)置
2.5 隨機(jī)振動(dòng)分析結(jié)果
2.6 隨機(jī)振動(dòng)σ應(yīng)力結(jié)果評(píng)價(jià)
Abaqus接觸非線性在有限元計(jì)算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
來(lái)源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機(jī)械約束方式為運(yùn)動(dòng)學(xué)接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對(duì)模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列27： Abaqus內(nèi)部計(jì)算和顯示的應(yīng)變
（1）顯示應(yīng)變：Abaqus計(jì)算完畢后得到導(dǎo)入結(jié)果，在后處理中查看，應(yīng)變E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1如下：
（2）計(jì)算應(yīng)變：Abaqus中采用UMAT子程序，利用我們的子程序調(diào)試插件DUS調(diào)試UMAT，在Visual Studio中查看dStran的值，發(fā)現(xiàn)在計(jì)算完應(yīng)變后，進(jìn)入U(xiǎn)MAT時(shí)，E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1，調(diào)試如下：
可以發(fā)現(xiàn)殼單元Abaqus的計(jì)算應(yīng)變和顯示應(yīng)變一樣，猜測(cè)都是對(duì)數(shù)應(yīng)變。
1.5.3 iSolver的應(yīng)變
iSolver中采用自帶材料進(jìn)行計(jì)算，材料參數(shù)和UMAT的輸入完全一致。
為了計(jì)算和Abaqus完全一致，iSolver也采用對(duì)數(shù)應(yīng)變計(jì)算方式，得到的應(yīng)變顯示如下，可發(fā)現(xiàn)和Abaqus完全一致。
==總結(jié)==
由上可以看到，在實(shí)際計(jì)算中，對(duì)體單元，Abaqus和iSolver都采用變形率積分方式來(lái)計(jì)算應(yīng)變，對(duì)殼單元，Abaqus和iSolver都采用對(duì)數(shù)應(yīng)變。一般理論書都認(rèn)為Abaqus是因?yàn)閷?duì)數(shù)應(yīng)變計(jì)算復(fù)雜才采用別的應(yīng)變，但個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該不是這個(gè)原因，因?yàn)?em>Abaqus對(duì)體單元為了顯示對(duì)數(shù)應(yīng)變，依然重新計(jì)算了一遍，說(shuō)明Abaqus體單元采用變形率是有其它原因的，具體什么原因我也沒研究清楚，歡迎探討。
如果有任何其它疑問或者項(xiàng)目合作意向，也歡迎聯(lián)系我們：
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以往的系列文章：
1.7.1 ========第一階段========
第一篇：S4殼單元?jiǎng)偠染仃囇芯俊?http://www.yqgqt.org.cn/content/post/338859
第二篇：S4殼單元質(zhì)量矩陣研究。
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