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导弹等直径舱段石英灯阵列辐射热流场计算方法
1
作者 张肖肖 王彬文 +2 位作者 姚迟森 李昕昕 吴敬涛 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第5期906-915,共10页
针对导弹等直径舱段地面热试验中的结构表面热流场快速计算,提出了灯丝半圆柱面采用多个网格划分时圆柱形石英灯阵列辐射热流场解析计算方法,推导了外加热和内加热阵列中单根石英灯照射范围判据,得到了照射范围随微元顺序的变化规律,分... 针对导弹等直径舱段地面热试验中的结构表面热流场快速计算,提出了灯丝半圆柱面采用多个网格划分时圆柱形石英灯阵列辐射热流场解析计算方法,推导了外加热和内加热阵列中单根石英灯照射范围判据,得到了照射范围随微元顺序的变化规律,分析了不同网格数量下热流密度分布差异。建立舱段单灯辐射加热有限元模型,热流计算结果与解析法相比一致性良好,说明了该计算方法的正确性,对于导弹等直径舱段热试验设计的快速迭代具有重要的支撑作用。 展开更多
关键词 辐射热流 解析法 圆柱形阵列 等直径舱段 石英灯
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基于射线追踪法的模块石英灯热流计算方法
2
作者 李昕昕 王彬文 +2 位作者 吴敬涛 张肖肖 刘宁夫 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第4期758-764,共7页
针对带反射屏的模块石英灯热流计算时间较长问题,采用射线追踪法计算模块石英灯辐射热流,灯管表面随机释放出能量光束,光束经过反射屏反射作用于目标面上,每个点能量光束累积得到目标面表面热流。将表面热流作为试验件的热源边界进行传... 针对带反射屏的模块石英灯热流计算时间较长问题,采用射线追踪法计算模块石英灯辐射热流,灯管表面随机释放出能量光束,光束经过反射屏反射作用于目标面上,每个点能量光束累积得到目标面表面热流。将表面热流作为试验件的热源边界进行传热分析,计算出试验件内部温度分布,实现了模块化石英灯加热器的温度预测。开展模块石英灯的典型件辐射加热试验,通过射线追踪法和辐射传热计算典型试验件的热流和温度分布,试验结果与计算结果的相对误差小于10%,验证了射线追踪法可以实现模块石英灯加热的表面热流预测,为热强度试验设计提供支撑。 展开更多
关键词 模块石英灯 热流密度 射线追踪法 反射屏
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机匣结构内部辐射加热仿真与试验对比研究
3
作者 姚迟森 蒋军亮 张肖肖 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期306-312,共7页
针对当前航空发动机机匣热试验仿真计算结果与试验结果难以对比关联的问题,根据机匣典型结构纯热试验设计开展机匣内部辐射加热仿真计算,建立了一种同时考虑石英灯丝电阻率与发射率变化规律的灯丝温度估算方法,并根据试验控制电压估算了... 针对当前航空发动机机匣热试验仿真计算结果与试验结果难以对比关联的问题,根据机匣典型结构纯热试验设计开展机匣内部辐射加热仿真计算,建立了一种同时考虑石英灯丝电阻率与发射率变化规律的灯丝温度估算方法,并根据试验控制电压估算了3个工况下灯丝的时变温度,从而将仿真计算与实际试验相关联。同时根据试验装配情况,提出了一种针对灯管交错排布时水冷电极遮挡效应的模型修正方法。仿真计算与试验结果的相对误差在8%以内,说明采用该建模与修正方法能够提高实际试验与仿真计算间的关联性,可进一步指导机匣结构试验设计与模型优化。 展开更多
关键词 热试验仿真 石英灯加热器 发动机机匣 辐射传热 内加热
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基于磁流体动力学的高温等离子体加热均匀性优化方法研究
4
作者 李昕昕 柴葳 +2 位作者 魏广平 秦强 吴敬涛 《航空科学技术》 2025年第11期84-93,共10页
随着航空航天技术的快速发展,耐高温热防护材料的性能测试已成为保障飞行器安全运行的关键技术。高温等离子体加热设备因其能够模拟高焓高温环境,在热防护材料烧蚀性能测试中具有重要应用价值。本文基于磁流体动力学理论,建立电-磁-热-... 随着航空航天技术的快速发展,耐高温热防护材料的性能测试已成为保障飞行器安全运行的关键技术。高温等离子体加热设备因其能够模拟高焓高温环境,在热防护材料烧蚀性能测试中具有重要应用价值。本文基于磁流体动力学理论,建立电-磁-热-流多场耦合的等离子体加热模型,采用控制变量法研究了加热高度、电流大小、气体流速等关键参数对等离子体加热均匀性的影响规律。研究结果表明,加热间距和输出电流对试验件表面温度均匀性具有显著影响,优化加热间距和电流大小可有效提高温度均匀性;气流速度的改变对试验件表面中心点温度无显著影响,而且温度均匀性保持稳定。本文的研究揭示了高温等离子体射流的加热机理,提出了优化等离子体加热均匀性的关键参数控制方法,为高温等离子体加热器的设计与性能提升提供了理论依据。 展开更多
关键词 磁流体动力学 多场耦合 高温等离子体 加热均匀性 优化方法
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多功能平板热管的传热性能实验研究
5
作者 董傲 郭策 +2 位作者 申京玉 郑威 张镇 《机械制造与自动化》 2025年第5期17-20,26,共5页
为满足高超声速飞行器飞行过程中的热防护及承载需求,设计一种新型热控-承载一体化平板热管结构。通过实验分析结构的传热性能,验证了所设计的平板热管结构具有良好的均温性。在此基础上,进一步分析充液率、重力及工质种类等关键参数对... 为满足高超声速飞行器飞行过程中的热防护及承载需求,设计一种新型热控-承载一体化平板热管结构。通过实验分析结构的传热性能,验证了所设计的平板热管结构具有良好的均温性。在此基础上,进一步分析充液率、重力及工质种类等关键参数对热管传热性能的影响。 展开更多
关键词 飞行器 仿生夹层 平板热管 传热性能 一体化结构
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铝合金2A12在热冲击条件下的力学性能 被引量：13
6
作者 吴大方 宋昊 +1 位作者 高镇同 晏震乾 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期531-534,共4页
测试并确定航空航天材料在复杂高速热冲击条件下的强度极限等关键参数,对于航空航天材料和结构的可靠性评定、寿命预测以及高速飞行器的安全设计具有重要的意义.针对强度设计手册中没有航空航天材料在高速热冲击环境下的强度极限等表征... 测试并确定航空航天材料在复杂高速热冲击条件下的强度极限等关键参数,对于航空航天材料和结构的可靠性评定、寿命预测以及高速飞行器的安全设计具有重要的意义.针对强度设计手册中没有航空航天材料在高速热冲击环境下的强度极限等表征参数的现状,使用自行研制的高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统,对铝合金材料2A12在多种不同的瞬态热冲击条件下,进行气动加热模拟与热载联合试验研究,得到在瞬态热、力学环境的共同作用下铝合金2A12材料的强度极限等力学性能变化状况.为研究分析航空航天材料和结构在高速热冲击环境下的承载能力和结构减重提供可靠依据. 展开更多
关键词 气动加热 瞬态 铝合金 热特性
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一种单晶镍基高温合金在不同温度下的静拉伸性能 被引量：6
7
作者 于慧臣 李影 +2 位作者 李骋 李嘉荣 吴学仁 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期958-963,共6页
研究了一种单晶镍基高温合金在不同温度下的静拉伸性能,初步建立了该合金不同温度下的弹性模量与任意取向之间的定量关系。在恒定温度下,该合金的弹性模量可由唯一的变量晶向参数定量描述。合金的屈服强度和抗拉强度依赖于晶体取向和温... 研究了一种单晶镍基高温合金在不同温度下的静拉伸性能,初步建立了该合金不同温度下的弹性模量与任意取向之间的定量关系。在恒定温度下,该合金的弹性模量可由唯一的变量晶向参数定量描述。合金的屈服强度和抗拉强度依赖于晶体取向和温度,室温时[111]取向的屈服强度高于[001]取向,而在温度较高时,[111]的屈服强度最低。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 单晶镍基高温合金 晶体取向 弹性模量 屈服强度 抗拉强度
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热障涂层氧化和热疲劳寿命实验研究 被引量：13
8
作者 杨晓光 耿瑞 周燕佩 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期195-200,共6页
本论文是热障涂层氧化和热疲劳寿命研究工作的第一部分,主要针对等离子、EB-PVD两种类型的涂层,开展涂层的氧化和热疲劳实验研究,并为后面建立和校核涂层的寿命预测模型奠定实验基础。整个研究工作的重点放在设计合适的实验方案或方法,... 本论文是热障涂层氧化和热疲劳寿命研究工作的第一部分,主要针对等离子、EB-PVD两种类型的涂层,开展涂层的氧化和热疲劳实验研究,并为后面建立和校核涂层的寿命预测模型奠定实验基础。整个研究工作的重点放在设计合适的实验方案或方法,了解国内目前涂层喷涂工艺水平下涂层的寿命特点和失效模式,并结合微观的分析,了解涂层氧化和热疲劳失效的机理。整个实验工作分为涂层氧化实验和热疲劳实验;氧化实验考虑到了氧化增重和氧化层厚度的两个参量的测量;热疲劳考虑到了主要由循环热不匹配应力引起的寿命失效和带高温保持时间的热循环疲劳失效,及其氧化的影响。 展开更多
关键词 热障涂层 寿命实验 航空发动机 涂层氧化
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热障涂层热疲劳寿命预测方法研究 被引量：11
9
作者 杨晓光 耿瑞 周燕佩 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期201-205,共5页
本文是热障涂层氧化和热疲劳寿命研究工作的第二部分,在前面已开展涂层氧化和热疲劳实验研究的基础上,针对等离子、EB-PVD两种类型的涂层,建立涂层的寿命预测模型。由于这部分工作在国内尚属首次,因此着眼点放在模型建立及校核的方法研... 本文是热障涂层氧化和热疲劳寿命研究工作的第二部分,在前面已开展涂层氧化和热疲劳实验研究的基础上,针对等离子、EB-PVD两种类型的涂层,建立涂层的寿命预测模型。由于这部分工作在国内尚属首次,因此着眼点放在模型建立及校核的方法研究上。主要工作包括涂层热疲劳寿命模型研究、寿命模型参数的提取、寿命关键部位的有限元应力应变分析方法等方面。整个研究完整地给出涂层寿命分析的整个过程和方法。并通过两类涂层的热疲劳寿命试验结果,验证和校核寿命模型的预测能力和可行性。 展开更多
关键词 热障涂层 热疲劳 寿命预测 航空发动机
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负压式平板型环路热管试验 被引量：3
10
作者 陈彬彬 刘伟 +2 位作者 刘志春 李欢 杨金国 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期65-72,共8页
为解决高热流密度电子器件的散热问题,设计了一套负压式铜-甲醇环路热管,其蒸发器设计成平板型。研究表明,该平板型环路热管具有较高的散热能力,能够在无重力姿态和重力姿态下顺利启动。当重力倾角分别为0°、18°和30°,... 为解决高热流密度电子器件的散热问题,设计了一套负压式铜-甲醇环路热管,其蒸发器设计成平板型。研究表明,该平板型环路热管具有较高的散热能力,能够在无重力姿态和重力姿态下顺利启动。当重力倾角分别为0°、18°和30°,热负荷为160W时,蒸发器壁面温度分别达到85.8℃、66.3℃和64.6℃。按照环路热管启动状态,其启动过程可分为3个阶段:加热阶段、预启动阶段和后启动阶段。在低热负荷区域,环路热管会出现温度波动现象。增大重力倾角,有利于降低蒸发器壁面温度和热阻。当重力倾角为30°,热负荷从10W递增到160W时,环路热管的热阻从4.97℃/W降低到0.39℃/W。 展开更多
关键词 环路热管 平板型 启动 变热负荷 温度波动 蒸发器
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铝-镁合金5A06在瞬态热冲击条件下的力学性能研究 被引量：8
11
作者 吴大方 宋昊 +1 位作者 李永亭 晏震乾 《实验力学》 CSCD 北大核心 2006年第5期591-595,共5页
通过热强度试验,测试并确定航空航天材料在复杂高速热冲击条件下的强度极限等关键参数,对于航空航天材料和结构的可靠性评定、寿命预测以及高速飞行器的安全设计具有重要的意义。针对强度设计手册中没有航空航天材料在高速热冲击环境下... 通过热强度试验,测试并确定航空航天材料在复杂高速热冲击条件下的强度极限等关键参数,对于航空航天材料和结构的可靠性评定、寿命预测以及高速飞行器的安全设计具有重要的意义。针对强度设计手册中没有航空航天材料在高速热冲击环境下的强度极限等表征参数的现状,使用自行研制的高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统,对铝-镁合金材料5A06在多种不同的瞬态热冲击条件下,进行气动加热模拟与热载联合试验研究,得到在瞬态热、力学环境的共同作用下铝-镁合金5A06材料的强度极限、承载时间等力学性能变化状况。为研究分析航空航天材料和结构在高速热冲击环境下的承载能力和结构减重提供了可靠依据。 展开更多
关键词 热强度试验 气动热 强度极限
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类前缘防热层流场与热响应耦合计算研究 被引量：9
12
作者 桂业伟 袁湘江 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期733-735,共3页
本文在以往对类前缘防热层热响应计算分析基础上,进一步研究实现了外流场高超音速NS方程数值计算表面气动加热与防热层结构热响应的耦合计算,这对于常用的非耦合计算方法来说是一进步,也为进一步开展外流场/结构热响应/热应力全耦合一... 本文在以往对类前缘防热层热响应计算分析基础上,进一步研究实现了外流场高超音速NS方程数值计算表面气动加热与防热层结构热响应的耦合计算,这对于常用的非耦合计算方法来说是一进步,也为进一步开展外流场/结构热响应/热应力全耦合一体化计算研究和防热层表面吹气强化传热问题的场协同研究打下了基础。 展开更多
关键词 类前缘防热层流场 耦合计算 热结构 NS方程 热响应 数值模拟 航天
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LHP在模拟空间环境下的性能试验研究 被引量：3
13
作者 苗建印 曹剑锋 侯增祺 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期88-90,共3页
环路热管(LHP)是一种新型高性能热控元件,为将LHP应用到卫星等航天器的热控系统,必须检验其在空间 环境下的工作性能,为其在航天器上的具体应用提供依据和设计指导。本文重点介绍了LHP的低温真空试验及结果,结 果说明LHP的性能满足空间... 环路热管(LHP)是一种新型高性能热控元件,为将LHP应用到卫星等航天器的热控系统,必须检验其在空间 环境下的工作性能,为其在航天器上的具体应用提供依据和设计指导。本文重点介绍了LHP的低温真空试验及结果,结 果说明LHP的性能满足空间飞行器的热控技术指标要求。 展开更多
关键词 LHP 加热功率 液体补偿器 温度 外热流 环路热管 航天器 热控技术
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基于遗传算法的温度内模控制系统研究
14
作者 赵俊东 《工程与试验》 2025年第4期9-11,共3页
由于结构热试验中电阻加热温度控制存在大滞后、非线性等问题,传统PID控制系统的控制效果较差。为此,本文研究了内模控制的原理,设计了基于内模控制的温度控制系统,并通过MATLAB平台进行仿真,获取了良好的控制效果。针对系统使用时易出... 由于结构热试验中电阻加热温度控制存在大滞后、非线性等问题,传统PID控制系统的控制效果较差。为此,本文研究了内模控制的原理,设计了基于内模控制的温度控制系统,并通过MATLAB平台进行仿真,获取了良好的控制效果。针对系统使用时易出现参数改变或发生干扰的现象,应用遗传算法优化了内模控制器的参数。仿真结果表明,基于遗传算法的温度内模控制系统具有较好的抗干扰性与鲁棒性,提高了控制精度。 展开更多
关键词 结构热试验 温度控制 内模控制 遗传算法
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瞬态气动模拟加热控制中的快速高精度“E-T”转换 被引量：2
15
作者 吴大方 贺小帆 高镇同 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期90-93,共4页
为了准确模拟飞行器在高速飞行时的瞬态气动加热状态 ,必须使用快速、高精度的计算机瞬态热能控制系统 ,对气动模拟试验的加热过程 ,实行快速、高精度的非线性动态控制 .为此 ,传感器的快速、高精度“E T”转换是一个必须解决的非常重... 为了准确模拟飞行器在高速飞行时的瞬态气动加热状态 ,必须使用快速、高精度的计算机瞬态热能控制系统 ,对气动模拟试验的加热过程 ,实行快速、高精度的非线性动态控制 .为此 ,传感器的快速、高精度“E T”转换是一个必须解决的非常重要的问题 .提出一种高速飞行器瞬态气动加热控制系统中传感器的快速、高精度“E T”转换方法 .该方法具有计算简单、转换速度快、校正精度高的优点 。 展开更多
关键词 动态响应 非线性校正 实时转换 热强度试验 “E-T”转换飞行器 瞬态气动模拟 加热控制
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高超声速飞行器热-结构试验若干关键技术 被引量：3
16
作者 秦强 成竹 蒋军亮 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期1092-1100,共9页
热-结构试验是高超声速飞行器研制过程中不可或缺的环节。本文在给出热-结构试验内涵与特征的基础上,结合热-结构试验典型科目介绍,呈现了热-结构试验体系总体架构,为全面了解热-结构试验提供参考;其次重点分析了当前热-结构试验中亟待... 热-结构试验是高超声速飞行器研制过程中不可或缺的环节。本文在给出热-结构试验内涵与特征的基础上,结合热-结构试验典型科目介绍,呈现了热-结构试验体系总体架构,为全面了解热-结构试验提供参考;其次重点分析了当前热-结构试验中亟待突破的时变超高温热载实现、局部热载大梯度模拟以及时/频域载荷协同等7大关键技术。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 热-结构试验 试验体系 关键技术 天地一致性
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热障涂层残余应力的相移云纹法测试 被引量：2
17
作者 史训清 聂景旭 张学仁 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期33-36,共4页
本文针对的热障涂层（ＴＢＣ）的细微结构和微小变形特点，提出了一种新的高精度的相移云纹图像处理实验技术，把它同释放法相结合，利用高温云纹光栅，对电子束—物理气相沉积（ＥＢ－ＰＶＤ）热障涂层的残余应力分布进行了测试研究，... 本文针对的热障涂层（ＴＢＣ）的细微结构和微小变形特点，提出了一种新的高精度的相移云纹图像处理实验技术，把它同释放法相结合，利用高温云纹光栅，对电子束—物理气相沉积（ＥＢ－ＰＶＤ）热障涂层的残余应力分布进行了测试研究，并与其它方法进行了比较分析。 展开更多
关键词 热障涂层 残余应力 相移 云纹法 TBC 航空
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高温环境下烧蚀热防护结构隔热性能测试方法 被引量：3
18
作者 张婕 吴敬涛 +3 位作者 刘宁夫 陈宏 李昕昕 高哲 《装备环境工程》 CAS 2024年第10期62-69,共8页
目的建立高精度的烧蚀热防护结构隔热性能测试方法。方法分析烧蚀热防护结构地面热试验特点,设计烧蚀热防护结构隔热性能试验方案,提出考虑地面热损失的高精度热载荷模拟方法。采用自研模块化石英灯加热器作为加热装置,设计可重复使用... 目的建立高精度的烧蚀热防护结构隔热性能测试方法。方法分析烧蚀热防护结构地面热试验特点,设计烧蚀热防护结构隔热性能试验方案,提出考虑地面热损失的高精度热载荷模拟方法。采用自研模块化石英灯加热器作为加热装置,设计可重复使用夹具封装试验件和热流计,建立烧蚀热防护结构隔热性能测试装置。结果成功完成了典型烧蚀热防护结构隔热性能考核试验,获得了结构在瞬态和稳态热流条件下的背温数据,试验装置运行稳定可靠,可有效消除热边界效应,保证热流长时测控。试验结果验证了试验边界条件模拟的可重复性、热场均匀性以及良好的控制精度。结论有效解决了烧蚀热防护结构受热后产生明火、浓烟而导致的高温环境模拟难题,为烧蚀热防护结构材料筛选及结构定尺寸设计提供了高精度测试方法。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 烧蚀热防护 隔热性能 辐射加热 温度 热流
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GJB 150.3A高温试验方法的应用及分析 被引量：10
19
作者 程丛高 《装备环境工程》 CAS 2012年第6期91-96,共6页
介绍了GJB 150.3A高温试验方法的由来以及与GJB 150.3之间的联系和区别。重点对该方法中试验项目的剪裁、试验程序的选择、试验条件的确定以及试验顺序的安排进行了分析,并以某型直升机机载天线为例,详细说明了该试验方法的应用,最后就... 介绍了GJB 150.3A高温试验方法的由来以及与GJB 150.3之间的联系和区别。重点对该方法中试验项目的剪裁、试验程序的选择、试验条件的确定以及试验顺序的安排进行了分析,并以某型直升机机载天线为例,详细说明了该试验方法的应用,最后就其未来发展趋势进行了探讨。 展开更多
关键词 试验项目 试验程序 试验条件 试验顺序
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热结构动力优化设计 被引量：1
20
作者 陈集丰 段德高 王金根 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期200-203,共4页
考虑温度沿飞行器表面的分布及材料物性系数随温度的变化，按Ｋｕｈｎ－Ｔｕｃｋｅｒ条件建立迭代式，研究具有频率约束、振型节点约束以及变量上、下限约束的热结构动力优化设计。算例讨论了前３阶固有特性及最小目标随温度场的变化规... 考虑温度沿飞行器表面的分布及材料物性系数随温度的变化，按Ｋｕｈｎ－Ｔｕｃｋｅｒ条件建立迭代式，研究具有频率约束、振型节点约束以及变量上、下限约束的热结构动力优化设计。算例讨论了前３阶固有特性及最小目标随温度场的变化规律，证实本方法有效、可行。 展开更多
关键词 热应力 结构动力分析 结构设计
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