内容正文:
内蒙古(对口招生)装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)装备制造类 《机械基础》
项目三:直杆的基本变形
任务七:直梁弯曲
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 当梁上载荷只有集中力时,弯矩图为( )
A. 水平直线
B. 双曲线
C. 直线段
D. 圆弧
2. 若有两根材质相同、长度相同、横截面积相同但截面形状不同的梁(一根为工字形截面,一根为矩形截面),在相同的弯曲载荷作用下,哪根梁的整体变形相对更小( )
A. 工字形截面梁
B. 矩形截面梁
C. 两者变形一样大
D. 矩形截面梁的变形更小
3. 关于下图中由(a)到(b)的调整,说法错误的是( )
A. 调整之后梁的承载能力提高
B. 通过调整支座位置,减小了梁的最大弯矩
C. 经过调整由外伸梁变成了简支梁
D. 此设计常应用于桥梁建造中
4. 纯弯曲梁的内力是( )
A. 轴力
B. 剪力
C. 弯矩
D. 扭矩
5. 在垂直于杆件轴线的横向力,或在作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、方向相 反的力偶作用下,杆件发生_______变形( )
A. 发生弯曲变形
B. 发生扭转变形
C. 发生轴向变形
D. 发生剪切变形
6. 弯曲变形的特点是( )
A. 受到垂直轴线的力,轴线发生弯曲
B. 受到扭力
C. 受到拉力
D. 轴线发生扭曲
7. 悬臂梁受力如图,其中( )
A. AB是纯弯曲,BC是剪切弯曲
B. AB是剪切弯曲,BC是纯弯曲
C. 全梁均是纯弯曲
D. 全梁均为剪切弯曲
8. 在悬臂梁的自由端受到一个向下的集中力作用时,梁的固定端截面处的( )
A. 弯矩最大,剪力为零
B. 剪力最大,弯矩为零
C. 弯矩和剪力都为零
D. 弯矩和剪力都最大
9. 一端为固定铰支座,另一端为活动铰支座的梁,称为( )
A. 简支梁
B. 外伸梁
C. 悬臂梁
D. 都不是
10. 横截面在图示 M 弯矩作用下( )
A. 上缘受压、下缘受拉
B. 下缘受压、上缘受拉
C. 上下缘都受拉
D. 上下缘都受压
11. 一端固定铰支承,另一端可动铰支承的梁属于( )
A. 简支梁
B. 工字梁
C. 外伸梁
D. 悬臂梁
12. 以下说法中错误的是( )
A. 纯弯曲梁段的各横截面上只有正应力
B. 横力弯曲梁段的各横截面上只有切应力
C. 中性轴两侧为受压区、受拉区
D. 梁横截面上某点纵向应变的绝对值与该点到中性轴的距离成正比。
13. 梁的挠曲线方程是( )
A. 线性方程
B. 二次方程
C. 微分方程
D. 积分方程
14. 悬臂梁受力如图,其中正确的是( )
A. AB段是纯弯曲,BC段是剪切弯曲
B. AB段是剪切弯曲,BC段是纯弯曲
C. 全梁均是纯弯曲
D. 全梁均为剪切弯曲
15. 梁在集中载荷作用下的弯矩图是( )
A. 直线
B. 折线
C. 曲线
D. 抛物线
16. 杆件发生弯曲变形时,截面上产生的主要内力是( )
A. 轴向力
B. 剪切力
C. 弯矩
D. 扭矩
17. 悬臂梁受力如图,其中( )
A. AB是纯弯曲,BC是剪切弯曲
B. AB是剪切弯曲,BC是纯弯曲
C. 全梁均是纯弯曲
D. 全梁均为剪切弯曲
18. 在梁的弯曲变形过程中,梁的中性层长度( )
A. 不变
B. 伸长
C. 缩短
D. 先伸长后缩短
19. 纯弯曲时,横截面上正应力的分布规律是( )
A. 均匀分布
B. 线性分布
C. 抛物线分布
D. 随机分布
20. 梁的截面形状不同,其抗弯能力( )
A. 相同
B. 不同
C. 无关
D. 仅与材料有关
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 在材料力学中,弯矩的正负规定是:使梁的下侧纤维受______的弯矩为正。
22. 梁的中性层与横截面的交线被称为______。
23. 凡使梁弯曲成凹面向上时,横截面上的弯矩规定为______,反之规定为______。
24. 在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变值等于______。
25. 梁的常见形式有______、______和______。
26. 梁的弯曲变形可以用______和______两个基本变形来描述。
27. 梁变形后的轴线所在平面与荷载的作用平面重合的弯曲变形称为______弯曲。
28. 梁可以简化为三种典型形式,分别是______、______和______。
29. 直梁在弯曲过程中,内力的主要形式包括______和______。
30. 梁段上作用有均布载荷时,剪力图是一根______线,而弯矩图是一根______线。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 一个矩形截面梁的纵向对称面不止一个。( )
32. 弯矩的作用面与梁的横截面垂直,它们的大小及正负由横截面一侧的外力确定。( )
33. 下图中所示的弯矩的符号为负号( )
34. 纯弯曲梁的内力仅有弯矩。( )
35. 弯曲变形时,构件的中性轴一定通过横截面的形心。( )
36. 所谓纯弯曲就是梁上各横截面上弯矩为零、剪力为常数的弯曲变形。( )
37. 下图为疲劳破坏中的断口特征,疲劳破坏在破坏的断口没有明显的塑性变形,表现为脆性断裂( )
38. 直梁在弯曲时,其最大应力出现在梁的顶部和底部纤维。( )
39. 直杆发生弯曲变形时,最大正应力出现在杆件的内侧。( )
40. 梁的抗弯截面系数仅与截面的形状有关,与截面的尺寸无关。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 什么叫纯弯曲?梁纯弯曲变形时内力有哪些?
42. 图示为矩形截面的悬臂梁,在B端受力F作用。已知b=200mm,h=600mm,l=6000mm,梁的许用应力[120MPa,试求力F的最大许用值。
43. 某机械设备中的直梁在工作载荷作用下出现挠度过大的现象,但材料尚未发生屈服。说明影响直梁弯曲变形的主要因素,并提出三项减小挠度的措施。
44. 直梁纯弯曲时横截面上产生的应力是怎么分布的?
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 横截面上正应力分布规律。 (1)梁纯弯曲时,横截面上只有______,没有______。 (2)中性轴一侧为______ 应力,另一侧为______应力; 应力大小沿截面高度呈______ 分布。 (3)距中性轴最远的截面 ______处,分别具有______和 ______应力,截面上距中性轴等距离各点______相同。 (4)中性轴上各点______为零。
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内蒙古(对口招生)装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)装备制造类 《机械基础》
项目三:直杆的基本变形
任务七:直梁弯曲
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 当梁上载荷只有集中力时,弯矩图为( )
A. 水平直线
B. 双曲线
C. 直线段
D. 圆弧
【答案】C
【解析】当梁上仅作用集中力时,剪力图为水平线,弯矩图为分段直线,因此答案选C。
2. 若有两根材质相同、长度相同、横截面积相同但截面形状不同的梁(一根为工字形截面,一根为矩形截面),在相同的弯曲载荷作用下,哪根梁的整体变形相对更小( )
A. 工字形截面梁
B. 矩形截面梁
C. 两者变形一样大
D. 矩形截面梁的变形更小
【答案】A
【解析】工字形截面的惯性矩相对同面积的矩形截面更大,而惯性矩越大,梁抵抗弯曲变形的能力越强,在相同载荷等条件下,变形就会更小。所以在这种情况下,工字形截面梁整体变形相对更小,答案选A。
3. 关于下图中由(a)到(b)的调整,说法错误的是( )
A. 调整之后梁的承载能力提高
B. 通过调整支座位置,减小了梁的最大弯矩
C. 经过调整由外伸梁变成了简支梁
D. 此设计常应用于桥梁建造中
【答案】C
【解析】通过调整支座位置,减小了梁的最大弯矩,提高了承载能力,结构形式由简支梁变成了外伸梁。
4. 纯弯曲梁的内力是( )
A. 轴力
B. 剪力
C. 弯矩
D. 扭矩
【答案】C
【解析】纯弯曲梁各横截面上只有弯矩作用,剪力和轴力均为零,因此答案选C。
5. 在垂直于杆件轴线的横向力,或在作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、方向相 反的力偶作用下,杆件发生_______变形( )
A. 发生弯曲变形
B. 发生扭转变形
C. 发生轴向变形
D. 发生剪切变形
【答案】A
【解析】这种受力情况符合弯曲变形的定义,会使杆件轴线发生弯曲,A正确。
6. 弯曲变形的特点是( )
A. 受到垂直轴线的力,轴线发生弯曲
B. 受到扭力
C. 受到拉力
D. 轴线发生扭曲
【答案】A
【解析】弯曲变形是杆件受到垂直于轴线的横向力作用后,轴线由直线变为曲线的变形,因此答案选A。
7. 悬臂梁受力如图,其中( )
A. AB是纯弯曲,BC是剪切弯曲
B. AB是剪切弯曲,BC是纯弯曲
C. 全梁均是纯弯曲
D. 全梁均为剪切弯曲
【答案】B
8. 在悬臂梁的自由端受到一个向下的集中力作用时,梁的固定端截面处的( )
A. 弯矩最大,剪力为零
B. 剪力最大,弯矩为零
C. 弯矩和剪力都为零
D. 弯矩和剪力都最大
【答案】D
【解析】悬臂梁自由端受向下集中力F作用时,距自由端x处的剪力Fs=F(常数),弯矩M=Fx。在自由端x=0处弯矩为零;在固定端x=l处,剪力Fs=F,弯矩M=Fl,均达到最大。因此固定端截面的弯矩和剪力都最大,答案选D。
9. 一端为固定铰支座,另一端为活动铰支座的梁,称为( )
A. 简支梁
B. 外伸梁
C. 悬臂梁
D. 都不是
【答案】A
【解析】简支梁的支座形式就是一端固定铰支座,另一端活动铰支座,A正确。
10. 横截面在图示 M 弯矩作用下( )
A. 上缘受压、下缘受拉
B. 下缘受压、上缘受拉
C. 上下缘都受拉
D. 上下缘都受压
【答案】A
【解析】根据梁的弯曲理论,当杆件受弯时,横截面上的正应力分布规律为:中性轴上正应力为零,距离中性轴越远,正应力越大。并且,对于受弯的梁,当弯矩为正时,梁的下缘受拉,上缘受压;当弯矩为负时,梁的上缘受拉,下缘受压。
11. 一端固定铰支承,另一端可动铰支承的梁属于( )
A. 简支梁
B. 工字梁
C. 外伸梁
D. 悬臂梁
【答案】A
【解析】一端固定铰支承、另一端可动铰支承的梁,两端均为铰支座,属于简支梁,因此答案选A。
12. 以下说法中错误的是( )
A. 纯弯曲梁段的各横截面上只有正应力
B. 横力弯曲梁段的各横截面上只有切应力
C. 中性轴两侧为受压区、受拉区
D. 梁横截面上某点纵向应变的绝对值与该点到中性轴的距离成正比。
【答案】B
【解析】纯弯曲时横截面上只有正应力;横力弯曲时横截面上同时存在正应力和切应力;中性轴两侧分别为受压区和受拉区;纵向应变绝对值与到中性轴的距离成正比。因此错误的是B。
13. 梁的挠曲线方程是( )
A. 线性方程
B. 二次方程
C. 微分方程
D. 积分方程
【答案】C
【解析】梁的挠曲线方程是描述挠度与位置关系的微分方程。
14. 悬臂梁受力如图,其中正确的是( )
A. AB段是纯弯曲,BC段是剪切弯曲
B. AB段是剪切弯曲,BC段是纯弯曲
C. 全梁均是纯弯曲
D. 全梁均为剪切弯曲
【答案】B
15. 梁在集中载荷作用下的弯矩图是( )
A. 直线
B. 折线
C. 曲线
D. 抛物线
【答案】B
【解析】在集中载荷作用下,梁上各段的剪力为常量,因此弯矩图在各段上为直线;集中载荷作用点处剪力发生突变,导致弯矩图的斜率发生突变,但弯矩本身连续。因此,弯矩图由若干直线段组成,呈折线形,答案选B。
16. 杆件发生弯曲变形时,截面上产生的主要内力是( )
A. 轴向力
B. 剪切力
C. 弯矩
D. 扭矩
【答案】C
【解析】杆件发生弯曲变形时,外部载荷通常为横向力或力偶;在杆件截面上产生的主要内力是弯矩,通常还伴有剪力。因此,本题修正为考查截面上的主要内力时,答案选C。
17. 悬臂梁受力如图,其中( )
A. AB是纯弯曲,BC是剪切弯曲
B. AB是剪切弯曲,BC是纯弯曲
C. 全梁均是纯弯曲
D. 全梁均为剪切弯曲
【答案】B
18. 在梁的弯曲变形过程中,梁的中性层长度( )
A. 不变
B. 伸长
C. 缩短
D. 先伸长后缩短
【答案】A
【解析】梁弯曲时,中性层上的纵向纤维既不伸长也不缩短,因此中性层长度保持不变,答案选A。
19. 纯弯曲时,横截面上正应力的分布规律是( )
A. 均匀分布
B. 线性分布
C. 抛物线分布
D. 随机分布
【答案】B
【解析】纯弯曲时,横截面上的正应力沿截面高度呈线性变化,在中性轴处为零,距中性轴越远应力越大,因此答案选B。
20. 梁的截面形状不同,其抗弯能力( )
A. 相同
B. 不同
C. 无关
D. 仅与材料有关
【答案】B
【解析】梁的抗弯能力与截面的形状和尺寸有关,不同截面形状的惯性矩及抗弯截面系数不同,抗弯能力也不同,因此答案选B。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 在材料力学中,弯矩的正负规定是:使梁的下侧纤维受______的弯矩为正。
【答案】拉
【解析】按材料力学中弯矩的正负号规定,使梁下侧纤维受拉的弯矩为正。
22. 梁的中性层与横截面的交线被称为______。
【答案】中性轴
【解析】中性轴是梁弯曲时的一个重要概念,它将横截面分为受拉和受压区域。
23. 凡使梁弯曲成凹面向上时,横截面上的弯矩规定为______,反之规定为______。
【答案】① 正 ② 负
【解析】弯矩正负规定便于统一计算和分析梁的受力与变形,符合右手螺旋法则,凹面向上为正。
24. 在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变值等于______。
【答案】集中力偶矩
【解析】集中力偶作用处,弯矩图发生竖直突变,突变的数值等于该集中力偶的力偶矩。
25. 梁的常见形式有______、______和______。
【答案】① 简支梁 ② 外伸梁 ③ 悬臂梁
【解析】外伸梁一端或两端伸出支座,悬臂梁一端固定一端自由,这三种是常见梁的形式。
26. 梁的弯曲变形可以用______和______两个基本变形来描述。
【答案】① 弯曲 ② 扭转
【解析】梁的弯曲变形可以用弯曲、扭转两个基本变形来描述
27. 梁变形后的轴线所在平面与荷载的作用平面重合的弯曲变形称为______弯曲。
【答案】平面
【解析】梁变形后的轴线所在平面与荷载作用平面重合,这种弯曲称为平面弯曲。
28. 梁可以简化为三种典型形式,分别是______、______和______。
【答案】① 简支梁 ② 悬臂梁 ③ 外伸梁
【解析】梁按支承和外伸情况可简化为简支梁、悬臂梁和外伸梁三种典型形式。
29. 直梁在弯曲过程中,内力的主要形式包括______和______。
【答案】① 弯矩 ② 剪力
【解析】直梁发生弯曲时,横截面上的主要内力形式为剪力和弯矩。
30. 梁段上作用有均布载荷时,剪力图是一根______线,而弯矩图是一根______线。
【答案】① 斜直线 ② 抛物线
【解析】均布载荷下剪力图为斜直线,弯矩图为抛物线。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 一个矩形截面梁的纵向对称面不止一个。( )
【答案】正确
【解析】矩形横截面有两个对称轴,横截面的对称轴与梁的轴线构成的平面称为纵向对称平面,所以矩形梁有两个纵向对称面。
32. 弯矩的作用面与梁的横截面垂直,它们的大小及正负由横截面一侧的外力确定。( )
【答案】正确
【解析】弯矩作用面垂直于梁的横截面,其大小和正负可由横截面一侧的外力及其力矩确定,题述正确。
33. 下图中所示的弯矩的符号为负号( )
【答案】错误
【解析】弯矩符号的规定:梁弯曲成凹面向上时,横截面上的弯矩为正;弯曲成凸面向上时,弯矩为负。所以此图弯矩为正号
34. 纯弯曲梁的内力仅有弯矩。( )
【答案】正确
【解析】纯弯曲状态下,梁的横截面上只有弯矩,剪力为零(通常轴力也为零),所以“纯弯曲梁的内力仅有弯矩”的说法正确。
35. 弯曲变形时,构件的中性轴一定通过横截面的形心。( )
【答案】正确
【解析】对于对称截面(如矩形、圆形),弯曲时中性轴通过形心;对于非对称截面,在平面弯曲情况下,中性轴仍通过形心,这是由截面内力平衡条件决定的。
36. 所谓纯弯曲就是梁上各横截面上弯矩为零、剪力为常数的弯曲变形。( )
【答案】错误
【解析】纯弯曲是梁段各横截面上的弯矩为常数且剪力为零,而不是弯矩为零、剪力为常数,题述错误。
37. 下图为疲劳破坏中的断口特征,疲劳破坏在破坏的断口没有明显的塑性变形,表现为脆性断裂( )
【答案】正确
【解析】疲劳破坏的特点是:工作应力小;断裂前经过多次应力循环作用;在破坏的断口没有明显的塑性变形,表现为脆性断裂;断口分为光滑区和粗糙区。
38. 直梁在弯曲时,其最大应力出现在梁的顶部和底部纤维。( )
【答案】正确
【解析】直梁在弯曲时,顶部和底部纤维承受最大的拉应力和压应力,因此应力最大处在这些位置。
39. 直杆发生弯曲变形时,最大正应力出现在杆件的内侧。( )
【答案】错误
【解析】弯曲梁的最大正应力出现在距中性轴最远的边缘纤维处,而不一定在杆件内侧,题述错误。
40. 梁的抗弯截面系数仅与截面的形状有关,与截面的尺寸无关。( )
【答案】错误
【解析】抗弯截面系数既与截面的形状有关,也与截面的尺寸有关,尺寸越大通常抗弯截面系数越大,题述错误。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 什么叫纯弯曲?梁纯弯曲变形时内力有哪些?
【答案】剪力为零,弯矩为常数的弯曲叫纯弯曲。纯弯曲梁上的内力是弯矩
【解析】纯弯曲是指梁的剪力为零、弯矩为常数的弯曲状态。由梁的内力关系可知,剪力为零时弯矩沿梁长不发生变化,因此弯矩为常数。在这种受力状态下,梁的横截面上只有弯矩这一内力,剪力为零;若无轴向荷载,轴力也为零。因此,纯弯曲梁上的内力为弯矩。
42. 图示为矩形截面的悬臂梁,在B端受力F作用。已知b=200mm,h=600mm,l=6000mm,梁的许用应力[120MPa,试求力F的最大许用值。
【答案】(1)计算最大弯矩值由截面法可求得 (2)计算抗弯截面系数Wz (3)确定许可载荷F
解方程得: 故力F的最大许用值为240kN。
43. 某机械设备中的直梁在工作载荷作用下出现挠度过大的现象,但材料尚未发生屈服。说明影响直梁弯曲变形的主要因素,并提出三项减小挠度的措施。
【答案】(1)材料的弹性模量和截面的惯性矩共同影响梁的抗弯刚度,二者越大,梁的弯曲变形通常越小。(2)载荷的大小与分布、梁的跨度及支承方式会影响弯矩和挠度,载荷增大或跨度增加通常会使挠度增大。(3)在满足强度和结构要求的条件下,增大截面高度或采用合理的工字形等截面形式,以增大截面惯性矩。(4)选用弹性模量较大的材料,或通过增加支承、缩短梁的计算跨度来减小变形。(5)减小工作载荷,或调整载荷位置和分布,降低梁所承受的弯矩。
【解析】直梁的弯曲变形主要取决于载荷和跨度形成的弯矩,以及材料弹性模量和截面惯性矩所决定的抗弯刚度。针对材料未屈服而挠度过大的情况,应优先从提高截面惯性矩、提高材料刚度、减小跨度或降低弯矩等方面进行改进。
44. 直梁纯弯曲时横截面上产生的应力是怎么分布的?
【答案】沿截面宽度方向(离中性轴距离相同的各点)正应力相同;沿截面高度方向按直线规律变化,中性轴上各点正应力为零,离中性轴最远的点正应力最大,正应力与该点到中性轴的距离成正比。
【解析】根据梁的纯弯曲理论,横截面在弯曲变形后仍保持为平面,截面上的纵向应变沿截面高度方向呈线性变化。由胡克定律可知,正应力也沿截面高度方向按直线规律变化,其大小满足公式σ=My/I,其中M为弯矩,y为该点到中性轴的距离,I为截面对中性轴的截面惯性矩。因此,沿截面宽度方向,距中性轴距离相同的各点正应力相同;中性轴上y=0,正应力为零;距中性轴越远,正应力绝对值越大,离中性轴最远处的正应力最大。中性轴两侧分别产生拉应力和压应力。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 横截面上正应力分布规律。 (1)梁纯弯曲时,横截面上只有______,没有______。 (2)中性轴一侧为______ 应力,另一侧为______应力; 应力大小沿截面高度呈______ 分布。 (3)距中性轴最远的截面 ______处,分别具有______和 ______应力,截面上距中性轴等距离各点______相同。 (4)中性轴上各点______为零。
【答案】(1)① 正应力 ② 切应力 (2)① 拉 ② 压 ③ 线性 (3)① 边缘 ② 最大拉应力 ③ 最大压 ④ 应力 (4)正应力
【解析】梁处于纯弯曲状态时,横截面上的剪力为零,因此横截面上只有正应力,没有切应力。根据弯曲正应力公式σ=My/I,正应力的方向和大小由点到中性轴的距离决定:中性轴一侧产生拉应力,另一侧产生压应力;应力大小沿截面高度呈线性分布。距中性轴最远的截面边缘处,分别具有最大拉应力和最大压应力。沿截面宽度方向,距中性轴等距离的各点正应力相同;中性轴上各点到中性轴的距离为零,所以正应力为零。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
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