雙層板料沖壓分析的案例
基于LS-DYNA的雙層板料沖壓分析
隨著生活水平的提高和行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在的一些廚具行業(yè)、汽車、航空航天等領(lǐng)域開始使用鋼鋁或者銅鋁等符合材料，即上下兩層或者多層，不同性質(zhì)的金屬材料復(fù)合在一起，進(jìn)行沖壓一體成型，
對于復(fù)合材料，有兩種分析方法，一種是把板料看成是一種材料，不考慮其復(fù)合性能，使用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行計(jì)算，這種方法有缺點(diǎn)，就是不能反應(yīng)兩種材料的變形差異，不能反應(yīng)實(shí)際的成型狀態(tài)，
還有一種就是把復(fù)合材料的不同層設(shè)置不同的材質(zhì)，然后使用恰當(dāng)?shù)慕佑|關(guān)系將兩者粘合在一起，然后進(jìn)行計(jì)算，這就需要求解器支持，LS-DYNA作為老牌的非線性通用求解器，可以完美支持，不需要過多的開發(fā)，求解器本身就完美支持，
1.板料設(shè)置：
根據(jù)實(shí)際的板料的材質(zhì)，設(shè)置兩種不同的材質(zhì)的板料，網(wǎng)格建議使用復(fù)制，以對齊節(jié)點(diǎn)，減少計(jì)算誤差；
2.沖壓過程前處理
3.提交任務(wù)進(jìn)行計(jì)算
4.結(jié)果后處理
4.1FLD結(jié)果，兩種材料分別顯示結(jié)果，可以單獨(dú)評估某種材料是否會發(fā)生失效；
4.2 厚度信息
兩種材質(zhì)不同的厚度；
通過實(shí)際的分析測試表明，使用不同材質(zhì)模擬復(fù)合板材的沖壓分析結(jié)果，與實(shí)際結(jié)果趨勢一致，結(jié)果略有差異（受限于不同批次的材質(zhì)等影響），可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段通過分析確認(rèn)不通過材質(zhì)的厚度比值及可成型性，減少后期修模次數(shù)及失敗風(fēng)險(xiǎn)；
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展開 技術(shù)鄰周報(bào)Q14：時(shí)程分析/ABAQUS/動(dòng)力系統(tǒng)/Fluent/沖壓分析/振動(dòng)噪聲/LS-DYNA/氣動(dòng)分析...
8、基于LS-DYNA的雙層板料沖壓分析
作者：
王毅
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820946
隨著生活水平的提高和行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在的一些廚具行業(yè)、汽車、航空航天等領(lǐng)域開始使用鋼鋁或者銅鋁等符合材料，即上下兩層或者多層，不同性質(zhì)的金屬材料復(fù)合在一起，進(jìn)行沖壓一體成型。
9、永磁電機(jī)的振動(dòng)噪聲
作者：
安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820950
對于永磁電機(jī)電磁噪聲的研究，近年來的研究熱點(diǎn)主要圍繞在四個(gè)方面：定子電磁力影響研究，轉(zhuǎn)子電磁力影響研究，電機(jī)本體結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究，控制方法抑制電機(jī)電磁噪聲研究。
10、自然界那些神奇的現(xiàn)象——超疏水的魅力
作者：
天佑有限元
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820954
本文將主要介紹生物界中相關(guān)的現(xiàn)象與典型結(jié)構(gòu)特征，旨在為仿生特殊潤濕表面制備提供參考。文章主要分為三部分：Cassie與Wenzel潤濕狀態(tài)；靜態(tài)潤濕狀態(tài)；智能潤濕行為。
11、通過仿真分析高強(qiáng)度超聲聚焦技術(shù)在生物組織中的傳播
作者：
天佑有限元
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820980
高強(qiáng)度超聲聚焦（High-intensity focused ultrasound，HIFU）是一種用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的非侵入性技術(shù)，包括手術(shù)、癌癥治療和沖擊波碎石術(shù)。當(dāng)施加高強(qiáng)度聚焦超聲時(shí)，超聲波在焦點(diǎn)上耗散實(shí)現(xiàn)組織凝結(jié)和消融。
展開 基于DynaForm的雙層板料成型分析
來源：e-woks 作者：王毅
關(guān)鍵字：DynaForm 雙層板料成型
本文采用DynaForm軟件，基于LS-DYNA非線性通用求解器，針對兩種不同材質(zhì)的板料進(jìn)行了沖壓成型分析。
隨著產(chǎn)品迭代和對產(chǎn)品要求的提高，現(xiàn)在的一些廚具行業(yè)、汽車、航空航天等領(lǐng)域開始使用鋼鋁或者銅鋁等符合材料，即上下兩層或者多層，不同性質(zhì)的金屬材料復(fù)合在一起，進(jìn)行沖壓一體成型，這種成型方法，既可以保證產(chǎn)品的耐久度，又可以減輕重量或提高產(chǎn)品性能，所以開始在多個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用。
對于復(fù)合材料沖壓成型分析，有兩種分析方法，一種是把復(fù)合板料看成是一種材料，不考慮其復(fù)合性能，使用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行計(jì)算，但這種方法的缺點(diǎn)是：不能反應(yīng)兩種材料的變形差異，不能最大程度上反應(yīng)板材的實(shí)際成型狀態(tài)；還有一種是把復(fù)合材料的不同層設(shè)置不同的材質(zhì)，然后使用恰當(dāng)?shù)慕佑|關(guān)系將兩者粘合在一起，再進(jìn)行計(jì)算，這就需要求解器支持，DynaForm使用的LS-DYNA非線性通用求解器，可以完美支持，無須二次開發(fā)也不需要繁復(fù)設(shè)置。
展開 『轉(zhuǎn)貼』在設(shè)計(jì)、制造鈑金沖壓成形零件中采用虛擬沖壓－－板料成形模擬技術(shù)
這是因?yàn)?em>板料沖壓成形過程是一個(gè)非常復(fù)雜的塑性成形過程，許多因素都直接或間接地影響著成形的結(jié)果。經(jīng)典的板料成形理論只能對如彎曲件、杯形件等簡單鈑金件的成形過程進(jìn)行分析。對于如汽車覆蓋件那樣形狀復(fù)雜的鈑金件就顯得無能無力。這使得汽車模具的設(shè)計(jì)迄今仍主要憑借設(shè)計(jì)員的經(jīng)驗(yàn)和類比進(jìn)行。由于缺乏較準(zhǔn)確可靠的定量分析與計(jì)算，致使設(shè)計(jì)制造出來的模具必須經(jīng)過反復(fù)試壓修改，有時(shí)甚至修改原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，報(bào)廢重制模具后，才能沖出合格制件。這一過程導(dǎo)致了人、財(cái)、物、時(shí)間的巨大浪費(fèi)。為改變這種傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)與試錯(cuò)方法不適應(yīng)汽車工業(yè)發(fā)展的狀況，人們設(shè)想在模具投入制造前，能否在計(jì)算機(jī)上模擬沖壓成形過程，即在虛擬環(huán)境下對所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行分析。如果可行，再投入制造。如果不行，再修改模具設(shè)計(jì)，甚至修改原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)重新設(shè)計(jì)模具，重進(jìn)行模擬分析，直至可行再投入模具制造。這樣可以避免用實(shí)際制造出來的模具進(jìn)行調(diào)試所帶來的巨大浪費(fèi)。這項(xiàng)工作又稱為板料成形的計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)。
1、板料成形模擬技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
在汽車工業(yè)發(fā)展需要的牽動(dòng)下，國外汽車廠商紛紛投入巨資開展該項(xiàng)研究工作。隨著有限元技術(shù)的發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼開發(fā)出一些用于鈑金件成形過程分析的成形模擬商品軟件，應(yīng)用較廣的著名軟件有：
（1）美國Lawrence
Livemore國家材料實(shí)驗(yàn)室Hallquist教授主持開發(fā)的LS-DYNA3D軟件。DYNA3D是它的早期版本。（2）法國ESI公司的PAM-STAMP軟件。（3）法國DYNAMIC
SOFTWARE公司的OPTRIS軟件。它是在PAM-STAMP基礎(chǔ)上推出的。實(shí)際上后兩種軟件也都是在DYNA3D基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。他們都采用動(dòng)態(tài)顯式算法。
展開 
deform模擬沖壓、板料 ￥300
deform模擬，坯料是板材，沖壓成型方式，凹模是從動(dòng)輪設(shè)計(jì)，凸模在下行時(shí)，凹模旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滾動(dòng)的形式進(jìn)行折彎成型
板料沖壓成型模擬
幾何模型：本案例由四個(gè)部分組成，一個(gè)是成型板料，一個(gè)壓料板，一個(gè)為成型模具，還有一個(gè)壓頭。除了成型板料，其余均設(shè)置為剛體。
材料：定義了彈塑性材料steel，彈性模量210000，泊松比0.3，添加塑性參數(shù)，91MPa為屈服強(qiáng)度，如圖2所示，建立厚度1.2mm的Homogeneous shell截面屬性并賦予給成型件。
圖2材料屬性
分析步設(shè)置：創(chuàng)建explicit dynamic分析步，并將模擬時(shí)長改為0.1，其它保持默認(rèn)。
圖3 分析步設(shè)置
相互作用設(shè)置：在Interaction模塊，建立摩擦系數(shù)為0.1的接觸屬性，并建立顯示通用接觸。
圖4 接觸設(shè)置
載荷及邊界條件：共設(shè)置了四個(gè)邊界條件，兩個(gè)對稱約束，三是將模具固定，四是沖頭向下的位移載荷，沖壓距離191.3。其次，給壓料板施加150000N的壓料力。
圖5 邊界條件
網(wǎng)格劃分模塊：板料選用S4R單元類型，單元尺寸12. 劃分網(wǎng)格后，可以建立job，提交分析。求解后，圖6是模型的應(yīng)力分布云圖！沖壓分析的結(jié)果主要看板料的應(yīng)力分布，厚度分布，是否會產(chǎn)生局部破裂褶皺等問題，在此不再細(xì)述。
6 應(yīng)力分布云圖
展開 金屬沖壓件沖裁時(shí)板料的變形過程
沖壓件廠家加工金屬沖壓件，沖裁加工是其必經(jīng)的工序，也是所有沖壓件都是要經(jīng)過的工序。沖裁加工得到的可以是成形的沖壓件，也可以是沖壓件的毛坯。
因此沖裁工序在沖壓加工過程中是一個(gè)很重要的工序。下面我們來了解下在沖裁加工時(shí)沖壓件的金屬板料的變形過程。
在沖壓模具間隙正常的情況下，沖壓件金屬材料的沖裁過程大致可分三個(gè)階段：
1）彈性變形階段：材料在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生變形或者尺寸的變化，而且能夠恢復(fù)的變形叫做彈性變形。在這一階段，金屬板料產(chǎn)生彈性壓縮、彎曲和拉伸等變形。
2）塑性變形階段：是指材料在外力作用下產(chǎn)生而在外力去除后不能恢復(fù)的那部分變形。在這一過程，金屬板料的應(yīng)力達(dá)到屈服極限，板料開始產(chǎn)生塑性剪切變形。
3）斷裂分離階段:在這一階段，已成形的裂紋沿最大應(yīng)變速度方向向材料內(nèi)延伸，呈楔形狀發(fā)展。
展開 [PAM-STAMP]板料雙動(dòng)沖壓仿真
想必使用PAM軟件的朋友都讀過北航出版的李瀧杲主編的《金屬板料成形有限元模擬基礎(chǔ)-PAMSTAMP2G(Autostamp)》這本教材，今天就超詳細(xì)地講解一下板料雙動(dòng)沖壓仿真的操作。
首先新建一個(gè)新的project，并命名為example1。
Process選擇standard stamping；Solver type選擇PAM-AutoStamp，點(diǎn)擊OK。
接下來導(dǎo)入幾何文件。
選擇要導(dǎo)入的igs格式文件
點(diǎn)擊Apply完成導(dǎo)入。在完成導(dǎo)入后對導(dǎo)入的物體信息進(jìn)行定義。分別定義為凸模資源與壓邊圈資源。
在完成了信息定義后進(jìn)入setup。
進(jìn)入轉(zhuǎn)換
進(jìn)入SETUP后對棱角進(jìn)行導(dǎo)圓，將默認(rèn)的圓角半徑改為2，點(diǎn)擊Autobuild，將自動(dòng)對模型內(nèi)的棱角進(jìn)行選擇，最后點(diǎn)擊Fillet all
接下來生成對稱平面，平面的創(chuàng)建選中心與法向方向。
繼續(xù)創(chuàng)建沖壓方向坐標(biāo)系，因?yàn)橄到y(tǒng)自帶宏默認(rèn)的沖壓方向?yàn)閆軸正方向，所以自建的坐標(biāo)系的Z方向應(yīng)與世界坐標(biāo)系的Z方向相反。
然后進(jìn)行凸模與壓扁圈的生成，點(diǎn)擊tools，進(jìn)行參數(shù)定義，注意，這里的方向要下拉選擇Local frame，參數(shù)設(shè)置完畢后點(diǎn)擊對話框中的紅色Tools
在厚度框內(nèi)輸入板料的厚度，接下來選擇模具生成的方向，注意圖示區(qū)域的綠色箭頭方向。
完成后再Tools上分別右鍵add punch 以及add blank holder即創(chuàng)建凸模與壓邊圈。
設(shè)置完成后即可發(fā)現(xiàn)已經(jīng)創(chuàng)建了該兩個(gè)物體
接著進(jìn)行板料創(chuàng)建，選擇四點(diǎn)創(chuàng)建，并失效自動(dòng)劃分
然后創(chuàng)建凹模，將之前的凸模資源與壓邊圈資源以及圓角合并成凹模。
展開 求助大佬，板料沖壓穿模應(yīng)該怎么辦
調(diào)整過接觸和網(wǎng)格都不行??????
板料沖壓成型模擬
今天回歸，要給大家分享一個(gè)板料沖壓成型的案例，模型如圖1所示（1/4對稱模型）。下面詳解每個(gè)步驟的設(shè)置。
目標(biāo)：學(xué)會材料彈塑性屬性設(shè)置，載荷施加。
幾何模型：本案例由四個(gè)部分組成，一個(gè)是成型板料，一個(gè)壓料板，一個(gè)為成型模具，還有一個(gè)壓頭。除了成型板料，其余均設(shè)置為剛體。
材料：定義了彈塑性材料steel，彈性模量210000，泊松比0.3，添加塑性參數(shù)，91MPa為屈服強(qiáng)度，如圖2所示，建立厚度1.2mm的Homogeneous shell截面屬性并賦予給成型件。
圖2材料屬性
分析步設(shè)置：創(chuàng)建explicit dynamic分析步，并將模擬時(shí)長改為0.1，其它保持默認(rèn)。
圖3 分析步設(shè)置
相互作用設(shè)置：在Interaction模塊，建立摩擦系數(shù)為0.1的接觸屬性，并建立顯示通用接觸。
圖4 接觸設(shè)置
載荷及邊界條件：共設(shè)置了四個(gè)邊界條件，兩個(gè)對稱約束，三是將模具固定，四是沖頭向下的位移載荷，沖壓距離191.3。其次，給壓料板施加150000N的壓料力。
圖5 邊界條件
網(wǎng)格劃分模塊：板料選用S4R單元類型，單元尺寸12. 劃分網(wǎng)格后，可以建立job，提交分析。求解后，圖6是模型的應(yīng)力分布云圖！沖壓分析的結(jié)果主要看板料的應(yīng)力分布，厚度分布，是否會產(chǎn)生局部破裂褶皺等問題，在此不再細(xì)述。
6 應(yīng)力分布云圖
展開 購買銅沖壓件的板料時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
五金沖壓件加工廠接到的沖壓件訂單中，常常會包含銅沖壓件，那么在采購銅沖壓件的原材板料時(shí)要注意哪些事項(xiàng)呢？
用于銅沖壓件加工的銅板材的供應(yīng)狀態(tài)有熱軋板和冷軋板，下面就分別介紹下采買時(shí)的注意事項(xiàng)：
1.熱軋鋼板的表面應(yīng)清潔，不應(yīng)有分層、裂縫、起皮、夾雜和綠銹，但允許修理，修理后不應(yīng)使板材厚度超出允許偏差。許可有輕微的、局部的、不使板材厚度超出其允許偏差的劃傷、斑點(diǎn)、凹坑、皺紋、氧化銅、壓入物和輥印等缺限；
2.冷軋板的表面應(yīng)光滑、清潔、不應(yīng)有分層、裂縫、起皮、氣泡、壓折、夾雜、氧化銅和綠銹，但許可有輕微的、局部的、不使板材厚度超出其允許偏差的劃傷、斑點(diǎn)、凹坑、壓入物、輥印和修理痕跡等缺限。輕微的氧化色、發(fā)暗和輕微的、局部的油跡、水跡，不作報(bào)廢依據(jù)。對表面有特殊要求時(shí)，應(yīng)在合同中注明。
3.熱軋和軟板應(yīng)經(jīng)酸洗后供應(yīng)，但長度＞2000mm者可不經(jīng)酸洗供貨；
4.冷軋板材應(yīng)平直，但不允許有輕微的波浪。厚度＞1.5mm的板材，其長度方向的撓度每米不超過20mm;厚度≤1.5mm的板材，其長度方向的撓度每米不超過50mm.
5.板材的邊應(yīng)切直，無裂邊、卷邊，允許有輕微的毛刺。切斜不應(yīng)使板材寬度和長度超出其允許偏差。厚度≥15mm的板材可不切邊頭供應(yīng)。
展開 
彎曲沖壓件對板料表面和沖裁面的質(zhì)量要求
沖壓件彎曲加工，要求原材板料表面不得有缺陷，否則容易斷裂。
我們知道沖壓件彎曲加工時(shí)容易發(fā)生開裂現(xiàn)象，而影響開裂的主要因素是最小彎曲半徑。
金屬材料在沖裁或剪裁后，剪切表面常不光潔，有毛刺，這就造成應(yīng)力集中，降低了金屬材料的塑性，使允許的最小彎曲半徑增大，因此不宜采用最小彎曲半徑為零件的圓角半徑，而應(yīng)盡可能大些。當(dāng)必須彎曲小圓角半徑時(shí)，就應(yīng)先去掉毛刺。在一般情況下，如毛刺較小，可把有毛刺的一邊放于彎曲內(nèi)側(cè)即處于受壓區(qū)，以防止產(chǎn)生裂紋。
所以在選擇彎曲沖壓件的原材料時(shí)，一定要注意金屬材料的表面及內(nèi)在質(zhì)量。
FASTAMP應(yīng)用下載---板料沖壓成形仿真軟件FASTAMP系統(tǒng)及應(yīng)用
part1
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沖壓件加工廠說一下板料彎曲時(shí)的變形特點(diǎn)
沖壓件加工廠說一下板料彎曲時(shí)變形的特點(diǎn)，分析變形前后工件側(cè)壁網(wǎng)格以及斷面是怎么樣的；
1、變形區(qū)主要發(fā)生在彎曲件的圓角部分，直線部分沒有變形，只是剛性移動(dòng)；
2、沖壓件加工廠從彎曲件變形區(qū)的橫斷面來看，對于窄板（寬度與厚度之比b/t>3）彎曲，其橫斷面幾乎保持不變，仍為矩形。這是由于板料的相對寬度b/t直接影響板料沿著寬度方向的應(yīng)變，進(jìn)而影響應(yīng)力的緣故；因而 b/t不同，其應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)也不相同；
3、無論窄板還是寬板，在變形區(qū)內(nèi)，縱向金屬纖維長度發(fā)生了變化，內(nèi)層（靠凸模一側(cè)）縱向纖維受壓而縮短，外層（靠凹模一側(cè)）縱向纖維受拉而伸長；由于從內(nèi)表面到外表面，其縱向纖維的長度是連續(xù)變化的，因而在內(nèi)層與外層中間存在一個(gè)既不伸長也不縮短的中間層，稱為應(yīng)變中性層；根據(jù)塑性變形體積不變的原則，外側(cè)縱向?yàn)樽畲笊扉L應(yīng)變，故橫向和徑向均為伸長應(yīng)變，內(nèi)側(cè)縱向?yàn)樽畲髩嚎s應(yīng)變，橫向和徑向均為壓縮應(yīng)變；
4、沖壓件加工廠中當(dāng)彎曲半徑小時(shí)，被壓縮的材料向端面方向流動(dòng)，在板料側(cè)面形成凸點(diǎn)，凸點(diǎn)的高度值介于（0~0.5）t；彎曲半徑越小、材料越后，形成的凸點(diǎn)越高；這種凸點(diǎn)對與需要拼焊的零件將會產(chǎn)生不利影響；
展開 板料沖壓CAE在汽車覆蓋件拉延模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
隨著非線形理論、有限元方法和計(jì)算機(jī)軟硬件的迅速發(fā)展，薄板沖壓成型過程的CAE分析技術(shù)日漸成熟，并在沖壓模具與工藝設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要的作用。目前的金屬板料成形CAE系統(tǒng)已能提供以下分析和模擬結(jié)果：材料的流動(dòng)、厚度的變化、破壞、起皺、回彈，以及殘余應(yīng)力和應(yīng)變，用以預(yù)測產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工工藝的合理性。其應(yīng)用可以貫穿產(chǎn)品和模具開發(fā)的全過程，比如：可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對設(shè)計(jì)師提出產(chǎn)品沖壓可行性分析；可以在模具設(shè)計(jì)階段對設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬和驗(yàn)證；還可以在修模過程中提供直觀形象的指導(dǎo)。
沖壓成型過程的CAE分析實(shí)質(zhì)上是在計(jì)算機(jī)上模擬板料變形的全過程，從而判斷沖壓工藝方案的合理性。由于每次模擬就相當(dāng)于一次試模過程。因此在沖壓成型過程中應(yīng)用CAE模擬技術(shù)，可以顯著地減少試模次數(shù)，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，并降低開發(fā)成本。
一、PAM-STAMP 2G在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
PAM-STAMP 2G是法國ESI公司開發(fā)的板金成形過程的有限元計(jì)算機(jī)模擬求解方案。它整合了從模具設(shè)計(jì)的可行性、快速模面生成與修改到沖壓過程的模擬等環(huán)節(jié)。它包含三個(gè)主要功能模塊：
◇ DIEMAKER：用于快速生成壓料面及工藝補(bǔ)充面；
◇ QUIKSTAMP：用于快速評估成型模具；
◇ AUTOSTAMP：用于精確評估成型模具。
各功能模塊在模具開發(fā)中的應(yīng)用流程如圖1所示。
圖1 PAM-STAMP 2G的應(yīng)用流程
在汽車覆蓋件的拉延模設(shè)計(jì)中，合理設(shè)計(jì)工藝壓料面和工藝補(bǔ)充及壓延筋可以在很大程度上避免起皺、拉裂以及拉伸不足等制造缺陷。利用PAM-STAMP可以建立多個(gè)方案進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)選出或優(yōu)化得到較為滿意的模面和壓延筋，作為模具設(shè)計(jì)的參考和依據(jù)。
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