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1、車輛設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱Vehicle Design課程代碼VEEN2019課程性質(zhì)專業(yè)必修課程授課對(duì)象車輛工程專業(yè)學(xué) 分2.0學(xué) 時(shí)36主講教師修訂日期2020年7月15日指定教材金新?tīng)N編著.軌道車輛設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐教程.北京:科學(xué)出版社, 2016.二、課程目標(biāo)(一)總體目標(biāo):本課程是車輛類專業(yè)的專業(yè)主干課,屬于理論與實(shí)踐緊密相結(jié)合的課程。主要講述軌道車輛設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,軌道車輛設(shè)計(jì)的內(nèi)容、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)過(guò)程與發(fā)展趨勢(shì),軌道車輛相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),軌道車輛車體、轉(zhuǎn)向架及主要組成和零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析計(jì)算,軌道車輛車端連接裝置設(shè)計(jì)計(jì)算,列車空氣動(dòng)力學(xué)與車體外型設(shè)計(jì),
2、介紹軌道車輛人機(jī)界面設(shè)計(jì)和實(shí)例分析。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理、方法和一般規(guī)律;使學(xué)生具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),研究改進(jìn)或開(kāi)發(fā)新結(jié)構(gòu)部件及設(shè)計(jì)的能力;培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料并解決復(fù)雜問(wèn)題的能力;增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手和自主創(chuàng)新能力。(二)課程目標(biāo):課程目標(biāo)1:掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理、方法和一般規(guī)律;課程目標(biāo)2:具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),研究改進(jìn)或開(kāi)發(fā)新的部件及設(shè)計(jì)的能力;課程目標(biāo)3:培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的解決車輛設(shè)計(jì)關(guān)鍵零部件的能力;課程目標(biāo)4:增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手和自主創(chuàng)新能力;課程目標(biāo)5:能夠多角
3、度開(kāi)展軌道交通車輛的設(shè)計(jì)。(三)課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求1、2、3、5、7。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)1-4:能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于推演、分析車輛復(fù)雜工程問(wèn)題,并用于車輛復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案的比較與綜合。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)2-3:具有通過(guò)文獻(xiàn)研究對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析的能力;能認(rèn)識(shí)到解決車輛工程復(fù)雜問(wèn)題有多種方案可選擇,并尋求可替代的解決方案。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)3-3:能夠針對(duì)車輛系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí),并能夠考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)5-3: 能夠針對(duì)車輛工程領(lǐng)域具體的對(duì)象,選用滿足特定需求的現(xiàn)代
4、工具,模擬和預(yù)測(cè)專業(yè)問(wèn)題,并能夠分析其局限性。畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)7-2: 能夠站在環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的角度思考車輛工程專業(yè)工程復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐的可持續(xù)性,評(píng)價(jià)復(fù)雜工程問(wèn)題實(shí)踐可能對(duì)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的影響。表1:課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系表畢業(yè)要求課程目標(biāo)畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)1-4:畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)2-3畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)3-3畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)5-3畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)7-2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5表2:課程目標(biāo)與課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系表課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)課程內(nèi)容課程目標(biāo)1第一章,第二章課程目標(biāo)2第二章,第三章,第四章課程目標(biāo)3第二章,第三章,第四章課程目標(biāo)4第一章,第五章課程目標(biāo)5第一章三、教學(xué)
5、內(nèi)容緒論(一)教學(xué)目標(biāo)(1)了解世界各國(guó)和我國(guó)鐵路發(fā)展的歷程以及各階段車輛的顯著特點(diǎn);(2)理解軌道車輛設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與設(shè)計(jì)過(guò)程;(二)教學(xué)內(nèi)容(1)軌道車輛的分類及發(fā)展(2)軌道車輛設(shè)計(jì)理論及發(fā)展趨勢(shì)(3)軌道車輛設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、過(guò)程和特點(diǎn)(4)軌道車輛設(shè)計(jì)的規(guī)律、初始決策與設(shè)計(jì)過(guò)程(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)軌道車輛設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、過(guò)程和特點(diǎn);(2)軌道車輛設(shè)計(jì)的規(guī)律、初始決策與設(shè)計(jì)過(guò)程;2.難點(diǎn)無(wú)(四)教學(xué)方法課堂授課和課后復(fù)習(xí)(五)教學(xué)評(píng)價(jià)回答以下問(wèn)題:(1) 軌道車輛設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、過(guò)程和特點(diǎn)?(2) 軌道車輛設(shè)計(jì)的規(guī)律、初始決策與設(shè)計(jì)過(guò)程?(3) 動(dòng)力集中和分散動(dòng)車組的優(yōu)點(diǎn)各有哪
6、些?第一章 軌道車輛總體設(shè)計(jì)(一)教學(xué)目標(biāo)(1)掌握鐵道車輛的特點(diǎn)及主要組成部分;(2)掌握軌道車輛總體設(shè)計(jì)內(nèi)容,掌握主要參數(shù)和幾何尺寸的選擇確定;(3)掌握幾何曲線通過(guò)的理論分析與校核計(jì)算。(二)教學(xué)內(nèi)容(1)軌道車輛的基本組成及其設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)(2)軌道車輛總體設(shè)計(jì)主要原則及內(nèi)容(3)軌道車輛主要參數(shù)和幾何尺寸的選擇確定(4)車輛幾何曲線通過(guò)的理論分析與校核計(jì)算(5)軌道車輛總布置圖的繪制(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)軌道車輛主要參數(shù)和幾何尺寸的選擇確定(2)車輛幾何曲線通過(guò)的理論分析與校核計(jì)算(3)軌道車輛總布置圖的繪制2.難點(diǎn)(1)車輛主要參數(shù)和幾何尺寸的選擇確定;(2)幾何曲線通過(guò)的理
7、論分析與校核計(jì)算;(四)教學(xué)方法課堂授課和課后復(fù)習(xí)(五)教學(xué)評(píng)價(jià)回答以下問(wèn)題:(1) 鐵道車輛的基本組成有哪些?(2) 車輛界限分為哪幾類?(3) 車輛定距對(duì)車輛的影響主要有哪些?(4) 轉(zhuǎn)向架固定軸距對(duì)轉(zhuǎn)向架的影響有哪些?(5) 當(dāng)車輛通過(guò)曲線時(shí),其端部偏向曲線外側(cè)而中部偏向曲線內(nèi)側(cè),為使這兩個(gè)偏移量相等,則車體外長(zhǎng)與車輛定距之比最好為?(6) 已知一客車車體長(zhǎng)度為25m,車輛定距為17m,則其中部偏移量為多少?第二章 車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一)教學(xué)目標(biāo)(1)掌握車體承載結(jié)構(gòu)類型;(2)掌握車體結(jié)構(gòu)幾何尺寸的選擇與設(shè)計(jì);(3)理解車體作用載荷及強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范;(二)教學(xué)內(nèi)容(1)車體承載結(jié)構(gòu)分類(2)
8、車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的主要問(wèn)題(3)車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(4)車體作用載荷及強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);(2)車體作用載荷及強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范;2.難點(diǎn)(1)車體作用載荷及強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范;(四)教學(xué)方法課堂授課和課后復(fù)習(xí)(五)教學(xué)評(píng)價(jià)回答以下問(wèn)題:(1) 已知R=200m,p=25m,f1=5m,d1=23m,f2=4m,d2=22m。求兩偏轉(zhuǎn)角大小為?(單位為rad,保留兩位小數(shù))(2) 隨著p值的減小,兩偏轉(zhuǎn)角講如何變化?(3) 當(dāng)O2與H重合時(shí)兩車所處的位置就是在“曲-直”線上使車鉤產(chǎn)生什么的位置?(4) 與之最大值與2號(hào)車的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間是什么?(5) 繪制總布置圖的要點(diǎn)有哪
9、些?(6) 同一組合的兩車輛通過(guò)這三種狀態(tài)的線路時(shí),以S型曲線上產(chǎn)生的車鉤偏轉(zhuǎn)角為最大還是最?。浚?) 當(dāng)2號(hào)車的車鉤回轉(zhuǎn)中心通過(guò)兩反向定圓曲線之圓心的連接線時(shí),1號(hào)車鉤偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大還是最小?第三章 轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)(一)教學(xué)目標(biāo)(1)理解轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn),掌握轉(zhuǎn)向架的總體設(shè)計(jì)原則及要求;(2)掌握彈性懸掛元件的設(shè)計(jì)計(jì)算;(3)掌握主要部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與計(jì)算(4)掌握轉(zhuǎn)向架動(dòng)態(tài)性能的計(jì)算分析,理解轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)的常用規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。(二)教學(xué)內(nèi)容(1)概述(2)轉(zhuǎn)向架的總體設(shè)計(jì)原則及要求(3)轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)(4)彈性懸掛元件的設(shè)計(jì)計(jì)算(5)主要部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與計(jì)算(6)轉(zhuǎn)向架動(dòng)態(tài)性能的
10、計(jì)算分析(7)轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)的常用規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)彈性懸掛元件的設(shè)計(jì)計(jì)算;(2)主要部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與計(jì)算;(3)轉(zhuǎn)向架動(dòng)態(tài)性能的計(jì)算分析;2.難點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)向架主要部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與計(jì)算;(2)轉(zhuǎn)向架動(dòng)態(tài)性能的計(jì)算分析;(四)教學(xué)方法課堂授課和課后復(fù)習(xí)(五)教學(xué)評(píng)價(jià)回答以下問(wèn)題:(1) 轉(zhuǎn)向架總體設(shè)計(jì)的預(yù)拌原則中對(duì)零部件的要求是什么?(2) 轉(zhuǎn)向架在列車運(yùn)行速度范圍內(nèi)應(yīng)具有適當(dāng)裕度的什么?(3) 高速列車轉(zhuǎn)向架通過(guò)哪些措施提高列車蛇行穩(wěn)定性?(4) 轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)的步驟包括哪些方面?(5) 隨著高速化的不斷發(fā)展和完善,高速轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式逐漸趨于類同,它們的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為哪幾方
11、面?(6) 運(yùn)行安全(穩(wěn)定)性通常以哪兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量?(7) 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)定一般包括哪三方面內(nèi)容?(8) 在保證輪對(duì)結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、輪軌接觸應(yīng)力較小的前提下,為減小輪對(duì)質(zhì)量,課采用哪些措施?第四章 車端連接裝置設(shè)計(jì)(一)教學(xué)目標(biāo)(1)理解車端連接裝置設(shè)計(jì)原則;(2)掌握車鉤緩沖裝置的作用及組成;(3)掌握車鉤緩沖裝置的類型及設(shè)計(jì);(4)掌握風(fēng)擋的類型及設(shè)計(jì);(二)教學(xué)內(nèi)容(1)車端連接裝置設(shè)計(jì)原則(2)車鉤緩沖裝置的作用及組成(3)車鉤的類型及設(shè)計(jì)(4)緩沖裝置的類型及設(shè)計(jì)(5)風(fēng)擋的類型及設(shè)計(jì)(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)車鉤的類型及設(shè)計(jì);(2)緩沖裝置的類型及設(shè)計(jì);2.難點(diǎn)(
12、1)緩沖裝置的類型及設(shè)計(jì);(四)教學(xué)方法課堂授課和課后復(fù)習(xí)(五)教學(xué)評(píng)價(jià)回答以下問(wèn)題:(1) 車端連接系統(tǒng)通常包括哪些方面?(2) 車鉤緩沖裝置有何作用?(3) 剛性車鉤優(yōu)點(diǎn)?哪些車輛采用密切式車鉤?(4) 目前動(dòng)車組車鉤緩沖器的主要類型有哪幾種?第五章 高速列車空氣動(dòng)力學(xué)與車體外型設(shè)計(jì)(一)教學(xué)目標(biāo)(1)理解列車空氣動(dòng)力學(xué)基本理論;(2)掌握列車頭型設(shè)計(jì)及外型設(shè)計(jì)(3)掌握列車密封技術(shù)(二)教學(xué)內(nèi)容(1)列車空氣動(dòng)力學(xué)(2)列車頭型設(shè)計(jì)及外型設(shè)計(jì)(3)列車密封技術(shù)(三)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)列車頭型設(shè)計(jì)及外型設(shè)計(jì);2.難點(diǎn)(1)列車頭型設(shè)計(jì)及外型設(shè)計(jì);(四)教學(xué)方法課堂授課和課后復(fù)習(xí)(五)
13、教學(xué)評(píng)價(jià)回答以下問(wèn)題:(1) 列車的運(yùn)行阻力包括哪幾部分?(2) 隧道中空氣阻力的大小很大程度上取決于隧道的哪些因素?(3) 提高列車密封性有哪些措施?四、學(xué)時(shí)分配表3:各章節(jié)的具體內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配表章節(jié)章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配緒論緒論2第一章軌道車輛總體設(shè)計(jì)6第二章車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6第三章轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)12第四章車端連接裝置設(shè)計(jì)4第五章高速列車空氣動(dòng)力學(xué)與車體外型設(shè)計(jì)4五、教學(xué)進(jìn)度表4:教學(xué)進(jìn)度表周次日期章節(jié)名稱內(nèi)容提要授課時(shí)數(shù)作業(yè)及要求備注1緒論緒論2完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題2-4第一章軌道車輛總體設(shè)計(jì)6完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題5-7第二章車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題8-13第三章轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)12完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題14-16
14、第四章車端連接裝置設(shè)計(jì)6完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題17-18第五章高速列車空氣動(dòng)力學(xué)與車體外型設(shè)計(jì)4完成教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題六、教材及參考書(shū)目1.教材:1 金新?tīng)N編著.軌道車輛設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐教程.北京:科學(xué)出版社, 2016.2.參考書(shū):1 嚴(yán)雋耄,傅茂海主編.車輛工程(第四版), 北京:中國(guó)鐵道出版社,2015.2 商躍進(jìn). 動(dòng)車組車輛構(gòu)造與設(shè)計(jì). 成都:西南交通大學(xué)出版社, 2010.3 王伯銘. 城市軌道交通車輛工程. 成都:西南交通大學(xué)出版社, 2007.七、教學(xué)方法1講授法:授課教師就教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行逐條仔細(xì)講解,將正確的概念、思路傳授給學(xué)生。2案例教學(xué)法:通過(guò)引入實(shí)際案例,討論問(wèn)題的成因、變化和處置思路,
15、培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的初步能力。3課后練習(xí)和自學(xué):布置課后練習(xí),通過(guò)計(jì)算、問(wèn)答和實(shí)踐項(xiàng)目等形式,讓學(xué)生課后完成一定數(shù)量的練習(xí),通過(guò)互相溝通、自學(xué)和詢問(wèn)老師等方式解決練習(xí)過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題。八、考核方式及評(píng)定方法(一)課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表5:課程考核與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表課程目標(biāo)考核要點(diǎn)考核方式課程目標(biāo)1掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理、方法和一般規(guī)律;出勤、平時(shí)互動(dòng)、作業(yè)、期末考試課程目標(biāo)2具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),研究改進(jìn)或開(kāi)發(fā)新的部件及設(shè)計(jì)的能力;出勤、平時(shí)互動(dòng)、作業(yè)、期末考試課程目標(biāo)3培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的解決車輛設(shè)計(jì)關(guān)鍵零部件的能力;出勤、
16、平時(shí)互動(dòng)、作業(yè)、期末考試課程目標(biāo)4增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手和自主創(chuàng)新能力。出勤、平時(shí)互動(dòng)、作業(yè)、期末考試課程目標(biāo)5能夠多角度開(kāi)展軌道交通車輛的設(shè)計(jì)出勤、平時(shí)互動(dòng)、作業(yè)、期末考試(二)評(píng)定方法1評(píng)定方法(1)課程考核方式包括平時(shí)考核(平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試)和期末考試情況考核,期末考核采用閉卷筆試。(2)課程成績(jī)=平時(shí)成績(jī)×40%+期末考試成績(jī)×60%。2課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析表6:課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析表考核占比課程目標(biāo)平時(shí)期末總評(píng)達(dá)成度課程目標(biāo)120%20%課程分目標(biāo)達(dá)成度=0.4平時(shí)分目標(biāo)成績(jī)+0.6期末分目標(biāo)成績(jī)/分目標(biāo)總分。課程目標(biāo)230%30%課程目標(biāo)320%
17、20%課程目標(biāo)410%10%課程目標(biāo)510%10%(三)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-8970-7960-6960優(yōu)良中合格不合格ABCDF課程目標(biāo)1掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理、方法和一般規(guī)律;能夠掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理;能夠基本掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理、方法和一般規(guī)律;能夠基本掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理;不能掌握軌道車輛關(guān)鍵零部件與組成的設(shè)計(jì)原理、方法和一般規(guī)律;課程目標(biāo)2具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),研究改進(jìn)或開(kāi)發(fā)新的部件及設(shè)計(jì)的能力;具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),研究改進(jìn)新的部件及設(shè)計(jì)的能力;具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),研究改進(jìn)新的部件的能力;具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),具有初步研究改進(jìn)新的部件的能力;不具有綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),研究改進(jìn)或開(kāi)發(fā)新的部件及設(shè)計(jì)的能力;課程目標(biāo)3具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的解決車輛設(shè)計(jì)關(guān)鍵零部件的能力;初步具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的解決車輛設(shè)計(jì)關(guān)鍵零部件的能力;初步具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的解決簡(jiǎn)單車輛設(shè)計(jì)關(guān)鍵零部件
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