2025年三级冲压工(石油金属结构制作)职业技能鉴定《理论知识》考试真题(含专业解析)_第1页
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2025年三级冲压工(石油金属结构制作)职业技能鉴定《理论知识》考试真题(含专业解析)一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题列出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的,请将正确选项的字母填在题后的括号内)1.在石油金属结构制作中,冲压工艺的主要应用场景不包括以下哪项?A.石油储罐的封头成型B.油气管道的弯头制造C.钻井平台的结构件生产D.石油化工设备的焊接组装解析:冲压工艺主要应用于金属板材的冷、热变形加工,通过模具使材料产生塑性变形形成所需形状。选项A、B、C均为典型的冲压应用领域,涉及储罐封头、管道弯头、平台结构件等金属板材成型。选项D的焊接组装属于连接工艺范畴,不属于冲压工艺范畴。正确答案为D。2.三级冲压工在操作液压机时,应优先关注以下哪个安全参数?A.液压油温度B.液压泵压力C.工作台行程速度D.液压缸油位解析:液压机操作中,行程速度直接影响冲压件质量与设备安全。高速冲压易导致材料撕裂或模具损坏,低速冲压则效率低下。液压油温度、泵压力、油位虽需监控,但行程速度是实时操作的关键参数。正确答案为C。3.石油金属结构中常用的Q345钢材,其"345"代表的技术含义是:A.屈服强度不低于345MPaB.抗拉强度不低于345MPaC.屈服强度与抗拉强度平均值D.硬度值达到345HB解析:Q345是中国牌号体系中的钢材表示方法,"Q"代表钢材质量等级,"345"表示屈服强度特征值不低于345MPa。该钢种属于高强度结构钢,广泛用于石油化工设备承压部件。正确答案为A。4.冲压模具中,导柱与导套配合间隙过小可能导致的主要问题是:A.模具磨损加剧B.冲压件尺寸超差C.滑动摩擦阻力增大D.模具早期失效解析:导柱导套间隙过小会形成过盈配合,导致装配困难、运动卡滞,长期使用会因摩擦热加速磨损。间隙过大则易产生振动和噪音,影响冲压精度。选项A、B、D均为间隙不当的后果,但过小间隙直接表现为摩擦阻力剧增。正确答案为C。5.石油储罐封头冲压过程中,常见的"起皱"缺陷主要发生在:A.材料弯曲半径过大B.模具圆角半径过小C.液压压力波动频繁D.材料厚度方向异性解析:起皱是板料在弯曲变形中受压失稳产生局部波纹状缺陷。在封头冲压中,当弯曲半径小于板厚8-10倍时易发生起皱。选项A正确描述了起皱发生的力学条件。正确答案为A。6.三级冲压工在调整落料模时,应优先考虑以下哪个因素?A.模具闭合高度B.刃口间隙大小C.导向机构精度D.卸料装置形式解析:落料模的核心功能是形成零件外形并保证尺寸精度,刃口间隙是影响冲裁件质量的关键参数。不当的间隙会导致断面质量差、毛刺过大等问题。其他因素虽需调整,但刃口间隙优先级最高。正确答案为B。7.石油管道弯头制作中,采用"U型弯曲"工艺的主要优势是:A.减少材料纤维拉伸B.提高弯曲成型精度C.降低模具制造难度D.减少回弹现象解析:U型弯曲通过连续弯曲形成180°弯曲角度,使材料外层受压、内层受拉,能有效控制材料纤维过度拉伸,特别适用于厚壁管道弯曲。正确答案为A。8.冲压车间环境温度过高时,可能对以下哪个环节产生显著影响?A.液压系统效率B.冲压件尺寸精度C.模具磨损速度D.金属板材塑性解析:高温环境会导致液压油粘度下降,影响系统效率;同时使金属板材塑性增加,易产生过度变形。但冲压件尺寸精度主要受模具精度和温度均匀性影响,模具磨损与冷却条件关系更密切。选项B最符合高温直接影响的对象。正确答案为B。9.三级冲压工在处理"粘模"缺陷时,可优先采取的措施是:A.增大冲压速度B.调整模具间隙C.增加润滑剂用量D.提高材料硬度解析:"粘模"是冲压件与模具表面粘连无法顺利分离,主要原因是润滑不足或材料粘附。增加润滑剂用量是最直接有效的解决方法。正确答案为C。10.石油金属结构制作中,"冷弯成型"工艺的主要适用范围是:A.大型结构件整体成型B.厚壁容器封头制作C.中小型结构件弯曲D.复杂异形件精密成型解析:冷弯成型适用于强度要求高、形状相对简单的结构件,如石油平台支撑梁、管道支架等。大型结构件需热成型,厚壁容器封头需旋压,复杂异形件需多工序组合。正确答案为C。二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。请将答案填写在题中横线上)1.冲压工艺中,"回弹"现象是指材料在_______后,由于弹性恢复导致实际形状与预期形状产生偏差的现象。解析:回弹是金属材料塑性变形后的弹性恢复现象,在弯曲、翻边等工艺中普遍存在。冲压件尺寸精度受回弹影响显著。正确参考答案:卸载2.石油储罐封头冲压时,为防止起皱,通常需要在模具上设置_______结构来约束板料流动。解析:防起皱结构是冲压工艺中的关键设计要素,常见形式包括压边圈、加强筋、导流槽等。压边圈通过施加外力控制板料流动,防止局部失稳。正确参考答案:压边圈3.三级冲压工在操作机械压力机时,应确保离合器与制动器_______同步工作,以防止设备损坏。解析:离合器与制动器同步是保证压力机正常工作的基本要求,异步工作会导致主轴与飞轮不同步旋转,产生冲击载荷。正确参考答案:协调4.冲压模具中,导柱与导套的配合精度通常要求在_______范围内,以保证导向稳定性。解析:导柱导套配合精度直接影响模具运动平稳性,一般要求间隙控制在0.01-0.03mm,过小易卡滞,过大则振动剧烈。正确参考答案:0.01-0.03mm5.石油管道弯头制作中,"弯曲回弹"率通常控制在_______以内,以保证成型精度。解析:弯曲回弹率是衡量弯曲工艺稳定性的重要指标,一般要求控制在5%-8%,过高会导致尺寸超差。控制回弹需通过模具补偿、工艺参数优化等手段实现。正确参考答案:5%-8%6.冲压车间湿度超过_______%时,应采取除湿措施,以防材料锈蚀和模具生锈。解析:高湿度环境会加速金属腐蚀,影响冲压件表面质量和模具寿命。一般当车间相对湿度超过75%时,需启动除湿设备。正确参考答案:757.三级冲压工在调整落料模时,应确保上下模刃口_______平行,以防止冲件变形。解析:刃口平行度是保证冲裁件断面质量的关键,偏差过大会导致断面上缘撕裂、下缘挤皱。调整时需使用角度尺检测。正确参考答案:垂直8.石油金属结构制作中,Q235钢材的碳含量通常控制在_______%以下,以保证冲压性能。解析:Q235是普通碳素结构钢,其碳含量直接影响可冲压性。碳含量越低,塑性越好,越适合冲压。标准规定其碳含量≤0.22%。正确参考答案:0.229.冲压工艺中,"修边"工序的主要目的是去除冲压件边缘的_______,并保证尺寸精度。解析:修边是冲压后精加工工序,主要去除毛刺、修整边缘,使冲件达到最终尺寸要求。修边余量是设计时需考虑的关键参数。正确参考答案:多余金属10.三级冲压工在操作液压机时,应定期检查液压油_______,以确保系统正常工作。解析:液压油清洁度直接影响液压元件寿命和系统效率,污染严重的油液需及时更换。检查方法包括油液过滤、粘度检测等。正确参考答案:清洁度三、判断题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。请判断下列叙述的正误,正确的填"√",错误的填"×")1.冲压工艺中,"冷冲压"是指材料在再结晶温度以下进行的塑性变形加工。解析:冷冲压定义是室温下进行的冲压,材料温度低于其再结晶温度(通常指钢铁<500℃)。该表述符合冷冲压基本定义。正确参考答案:√2.石油储罐封头冲压时,若采用热冲压工艺,可显著降低材料变形抗力。解析:热冲压通过提高材料温度至再结晶区,使材料塑性显著提高,变形抗力降低。该工艺特别适用于厚板封头成型。正确参考答案:√3.三级冲压工在操作机械压力机时,允许在设备运行过程中调整离合器。解析:压力机运行中调整离合器存在严重安全隐患,可能导致设备卡死或飞出。调整必须在停机状态下进行。正确参考答案:×4.冲压模具中,导柱直径越大,导向精度越高。解析:导柱直径与导向精度并非线性关系,过大易产生应力集中,合理设计需考虑直径与长径比、材料强度等因素。正确参考答案:×5.石油管道弯头制作中,"弯曲半径"越小,材料外层拉应力越大。解析:弯曲变形中,外层受拉、内层受压,弯曲半径越小,外层应变越大,拉应力也越大。该关系符合弯曲力学原理。正确参考答案:√6.冲压车间温度过高会导致液压油粘度增加,系统压力下降。解析:温度升高使液压油粘度下降,流动性增强,系统压力稳定性提高。温度过低才是导致粘度增加的主要原因。正确参考答案:×7.三级冲压工在处理"双边毛刺"时,应优先减小模具间隙。解析:双边毛刺产生通常是由于间隙不均匀或过大,但盲目减小间隙可能导致其他缺陷(如断裂)。需综合分析断面上缘撕裂、下缘挤皱情况确定调整方向。正确参考答案:×8.石油金属结构制作中,Q345钢材比Q235钢材具有更好的冲压性能。解析:Q345是高强度钢,屈服强度显著高于Q235,但塑性相对较差,冲压性能不如Q235。材料选择需根据具体工况确定。正确参考答案:×9.冲压工艺中,"翻边"是指将平板坯料边缘翻成竖立凸缘的变形工艺。解析:翻边是利用模具使板料边缘产生塑性变形形成凸缘的工艺,是弯曲类变形工序的一种。该表述符合翻边工艺定义。正确参考答案:√10.三级冲压工在操作液压机时,允许在设备运行时调整工作台高度。解析:液压机工作台高度调整必须在停机状态下进行,运行中调整会导致严重安全隐患。正确参考答案:×四、简答题(本大题共8小题,每小题2分,共16分。请根据要求作答)1.简述冲压工艺中"起皱"缺陷产生的主要原因及预防措施。答:起皱是板料在弯曲变形中受压失稳产生局部波纹状缺陷,主要原因包括:弯曲半径过小、板料厚度方向异性、压边力不当等。预防措施有:增大弯曲半径(≥8-10倍板厚)、采用变曲率弯曲、设置压边圈控制板料流动、采用防皱筋结构等。该问题在封头、U型弯曲等工艺中尤为突出。2.石油储罐封头冲压时,热冲压与冷冲压工艺相比有哪些主要区别?答:主要区别体现在:①变形抗力:热冲压材料塑性显著提高,变形抗力降低;冷冲压需克服材料脆性,易开裂。②模具寿命:热冲压模具需承受更高温度,寿命相对较短;冷冲压模具寿命较长。③表面质量:热冲压易产生氧化皮,需清理;冷冲压表面质量较好。④适用厚度:热冲压可处理更厚板材(>20mm);冷冲压适用于薄板。⑤生产效率:热冲压速度较慢;冷冲压效率高。3.三级冲压工在操作液压机时,应重点检查哪些安全装置?答:重点检查:①压力表:确保压力显示准确,无损坏;②安全阀:确认设定压力与设备匹配,无失效;③急停按钮:检查功能正常,无卡滞;④防护罩:确认安装牢固,无破损;⑤管路系统:检查有无泄漏、裂纹;⑥液压油:检查油位、油质、温度。所有安全装置必须处于良好状态。4.冲压模具中,导柱导套的常见失效形式有哪些?答:常见失效形式包括:①磨损:长期相对运动导致表面材料损失,表现为直径减小、表面粗糙度增加;②变形:过载导致塑性变形,表现为弯曲、椭圆;③断裂:承受冲击载荷或疲劳应力导致断裂;④咬合:润滑不良导致金属间粘着,表现为表面撕裂。预防措施包括合理选材、优化热处理、保持清洁润滑等。5.石油管道弯头制作中,如何控制弯曲回弹?答:控制弯曲回弹的主要方法有:①模具补偿:根据回弹规律设计补偿型腔,预留回弹量;②工艺参数优化:采用多次弯曲、中间退火等;③材料选择:选用塑性好的牌号;④压边控制:合理设置压边力与压边圈形式;⑤加热弯曲:对于高强钢可考虑热弯以降低回弹。6.简述冲压车间环境控制对产品质量的影响。答:环境控制影响主要体现在:①温度:过高导致材料塑性增加、尺寸不稳定;过低影响油品粘度、设备精度。②湿度:过高易导致材料锈蚀、模具生锈、油品乳化。③洁净度:粉尘影响设备精度、油品污染;有害气体(如硫化氢)可导致材料表面损伤。④振动:影响冲压精度、模具寿命。⑤照明:确保操作安全、缺陷检测。7.三级冲压工在处理"粘模"缺陷时,可采取哪些措施?答:处理措施包括:①润滑:增加润滑剂用量,选择合适润滑剂类型(如防粘型);②模具清理:清除粘附材料,保持表面光洁;③温度控制:适当提高模具温度(需确保材料适用性);④材料处理:对易粘材料进行表面处理(如磷化);⑤工艺调整:适当降低冲压速度。8.石油金属结构制作中,如何选择合适的冲压材料?答:选择原则包括:①力学性能:根据承载需求选择强度等级(如Q235、Q345);②塑性指标:考虑延伸率、断面收缩率,确保成形性;③焊接性:考虑后续装配需求;④耐腐蚀性:石油环境需选用耐腐蚀材料(如不锈钢);⑤成本:在满足性能前提下选择经济型材料;⑥厚度范围:根据设备能力选择适用厚度。五、应用题(本大题共8小题,每小题4分,共32分。请根据要求作答)1.某石油储罐封头冲压件,材料为Q235钢板,厚度8mm,直径2000mm。现出现明显起皱现象,试分析可能原因并提出解决方案。答:起皱原因分析:①弯曲半径过小:若R<64mm(8×8),易起皱;②压边力不足:无法有效约束板料流动;③材料塑性不足:Q235厚板塑性有限;④模具设计不合理:缺乏防皱结构。解决方案:①增大弯曲半径至R≥64mm;②增设压边圈,调整压边力至材料允许范围;③采用热冲压降低变形抗力;④在模具上设置防皱筋或导流槽。2.三级冲压工在操作400t机械压力机进行落料冲压时,发现冲件边缘毛刺过大且不均匀,试分析可能原因并提出调整措施。答:原因分析:①模具间隙不合适:过大导致下缘挤皱,过小导致上缘撕裂;②刃口磨损:导致间隙增大;③冲压速度过快:加剧剪切作用;④材料塑性不足:Q235厚板塑性有限;⑤导料板问题:未能有效引导材料。调整措施:①测量断面上缘、下缘间隙,调整至合理范围(单边间隙=0.05-0.08mm);②更换或修磨模具刃口;③适当降低冲压速度;④更换塑性更好的材料牌号;⑤调整导料板位置与形式。3.石油管道弯头制作中,某工件弯曲半径为120mm,材料为Q345钢板,厚度12mm。试计算该弯曲变形中,外层纤维最大伸长率,并说明对生产的影响。答:计算:外层纤维伸长率ε=(R+τ)/R-1=(120+12)/120-1=0.1=10%。影响分析:①该伸长率已超过Q345的延伸率下限(通常≥20%),存在开裂风险;②需采用热弯曲工艺降低变形抗力;③可增加弯曲次数或采用中间退火;④需在模具中设置补偿型腔以补偿回弹。实际生产中应避免该组合参数,或采用U型弯曲替代。4.三级冲压工在操作液压机进行大型结构件落料时,发现液压系统压力突然下降,试分析可能原因并说明应急处理方法。答:可能原因:①液压油泄漏:管路破裂、接头松动、密封失效;②泵或马达故障:内部磨损、卡死;③安全阀误动作:设定压力过低或卡滞;④泵吸空:油箱油位过低、过滤器堵塞。应急处理:①立即停机检查泄漏点,紧固接头;②检查泵与马达运转声音、温度;③测试安全阀功能;④检查油位与过滤器状态;⑤若无法自行处理,立即联系维修人员。5.石油金属结构制作中,某冲压件要求表面粗糙度Ra≤1.6μm,试说明如何通过工艺措施保证该精度要求。答:保证措施:①模具表面:选用高硬度材料(如Cr12MoV),精细研磨,表面粗糙度Ra≤0.2μm;②润滑:采用高润滑性润滑剂,确保完全覆盖接触面;③工艺参数:控制冲压速度在最佳范围(避免过快或过慢);④材料准备:确保材料表面清洁无锈蚀;⑤设备精度:使用高精度压力机,确保导向稳定;⑥后续处理:必要时进行抛光或喷丸处理。6.某石油储罐封头冲压件,材料为Q235钢板,厚度10mm,直径1800mm。现出现边缘撕裂现象,试分析可能原因并提出解决方案。答:原因分析:①模具间隙过小:导致上缘材料受拉断裂;②冲压速度过快:加剧剪切应力;③材料塑性不足:Q235厚板塑性有限;④导料板问题:未能有效引导材料,导致偏载;⑤模具圆角半径过小:应力集中严重。解决方案:①测量间隙,调整至合理范围(单边间隙=0.06-0.09mm);②适当降低冲压速度;③更换塑性更好的材料牌号;④优化导料板设计;⑤增大模具圆角半径(R≥50mm)。7.三级冲压工在操作液压机进行U型弯曲时,发现弯曲件存在明显回弹,试分析可能原因并提出控制措施。答:原因分析:①回弹量大:弯曲半径过小(<8×板厚);②材料屈服强度高:Q235厚板回弹倾向大;③模具补偿不足:未考虑回弹规律设计型腔;④压边力不当:过大或过小都会影响回弹。控制措施:①增大弯曲半径至R≥80mm;②采用热弯曲降低回弹;③设计补偿型腔,预留回弹量(一般补偿5%-8%);④优化压边力控制;⑤采用多次弯曲工艺。8.石油管道弯头制作中,某工件弯曲角度为90°,材料为Q345钢板,厚度14mm。试说明如何通过工艺措施减少弯曲回弹。答:减少回弹措施:①模具补偿:设计补偿型腔,预留回弹量(一般补偿5%-7%);②工艺优化:采用多次弯曲(如先弯45°再弯45°);③加热弯曲:将材料加热至再结晶温度以上(约500℃);④压边控制:采用合适的压边力,避免过度压紧;⑤材料选择:选用延伸率更高的牌号;⑥回火处理:对弯曲件进行应力消除退火。【标准答案及解析】一、单项选择题答案1.D2.C3.A4.C5.A6.B7.A8.B9.C10.C二、填空题答案1.卸载12.压边圈13.协调14.0.01-0.03mm15.5%-8%16.7517.垂直18.0.2219.多余金属20.清洁度三、判断题答案1.√22.√23.×24.×25.√26.×27.×28.×29.√30.×四、简答题答案及解析1.答:起皱是板料在弯曲变形中受压失稳产生局部波纹状缺陷,主要原因包括:弯曲半径过小、板料厚度方向异性、压边力不当等。预防措施有:增大弯曲半径(≥8-10倍板厚)、采用变曲率弯曲、设置压边圈控制板料流动、采用防皱筋结构等。该问题在封头、U型弯曲等工艺中尤为突出。(解析:该题考查弯曲变形基础知识,需结合力学原理分析起皱机理,并给出工程实用解决方案。)2.答:主要区别体现在:①变形抗力:热冲压材料塑性显著提高,变形抗力降低;冷冲压需克服材料脆性,易开裂。②模具寿命:热冲压模具需承受更高温度,寿命相对较短;冷冲压模具寿命较长。③表面质量:热冲压易产生氧化皮,需清理;冷冲压表面质量较好。④适用厚度:热冲压可处理更厚板材(>20mm);冷冲压适用于薄板。⑤生产效率:热冲压速度较慢;冷冲压效率高。(解析:该题要求对比两种工艺差异,需从材料性能、设备要求、经济性等多维度分析,体现对工艺选择的综合理解。)3.答:重点检查:①压力表:确保压力显示准确,无损坏;②安全阀:确认设定压力与设备匹配,无失效;③急停按钮:检查功能正常,无卡滞;④防护罩:确认安装牢固,无破损;⑤管路系统:检查有无泄漏、裂纹;⑥液压油:检查油位、油质、温度。所有安全装置必须处于良好状态。(解析:该题考查液压机安全操作规范,需列举关键安全检查点,体现对设备安全管理的重视。)4.答:常见失效形式包括:①磨损:长期相对运动导致表面材料损失,表现为直径减小、表面粗糙度增加;②变形:过载导致塑性变形,表现为弯曲、椭圆;③断裂:承受冲击载荷或疲劳应力导致断裂;④咬合:润滑不良导致金属间粘着,表现为表面撕裂。预防措施包括合理选材、优化热处理、保持清洁润滑等。(解析:该题要求分析模具失效模式,需结合材料科学和机械原理,给出全面解答。)5.答:控制弯曲回弹的主要方法有:①模具补偿:根据回弹规律设计补偿型腔,预留回弹量;②工艺参数优化:采用多次弯曲、中间退火等;③材料选择:选用塑性好的牌号;④压边控制:合理设置压边力与压边圈形式;⑤加热弯曲:对于高强钢可考虑热弯以降低回弹。(解析:该题考查弯曲工艺优化知识,需给出多种实用解决方案,体现工艺改进能力。)6.答:环境控制影响主要体现在:①温度:过高导致材料塑性增加、尺寸不稳定;过低影响油品粘度、设备精度。②湿度:过高易导致材料锈蚀、模具生锈、油品乳化。③洁净度:粉尘影响设备精度、油品污染;有害气体(如硫化氢)可导致材料表面损伤。④振动:影响冲压精度、模具寿命。⑤照明:确保操作安全、缺陷检测。(解析:该题要求分析环境因素对冲压质量的影响,需从材料科学、设备原理、工艺控制等多角度论述。)7.答:处理措施包括:①润滑:增加润滑剂用量,选择合适润滑剂类型(如防粘型);②模具清理:清除粘附材料,保持表面光洁;③温度控制:适当提高模具温度(需确保材料适用性);④材料处理:对易粘材料进行表面处理(如磷化);⑤工艺调整:适当降低冲压速度。(解析:该题考查常见缺陷处理方法,需给出系统化解决方案,体现问题解决能力。)8.答:选择原则包括:①力学性能:根据承载需求选择强度等级(如Q235、Q345);②塑性指标:考虑延伸率、断面收缩率,确保成形性;③焊接性:考虑后续装配需求;④耐腐蚀性:石油环境需选用耐腐蚀材料(如不锈钢);⑤成本:在满足性能前提下选择经济型材料;⑥厚度范围:根据设备能力选择适用厚度。选择材料需综合考虑性能、成本、工艺、环境等多因素。(解析:该题要求分析材料选择原则,需给出全面系统的方法论,体现材料科学应用能力。)五、应用题答案及解析1.答:起皱原因分析:①弯曲半径过小:若R<64mm(8×8),易起皱;②压边力不足:无法有效约束板料流动;③材料塑性不足:Q235厚板塑性有限;④模具设计不合理:缺乏防皱结构。解决方案:①增大弯曲半径至R≥64mm;②增设压边圈,调整压边力至材料允许范围;③采用热冲压降低变形抗力;④在模具上设置防皱筋或导流槽。(解析:该题要求分析起皱原因并提出解决方案,需结合弯曲力学原理,给出工程实用建议。)2.答:原因分析:①模具间隙不合适:过大导致下缘挤皱,过小导致上缘撕裂;②刃口磨损:导致间隙增大;③冲压速度过快:加剧剪切应力;④材料塑性不足:Q235厚板塑性有限;⑤导料板问题:未能有效引导材料,导致偏载。调整措施:①测量断面上缘、下缘间隙,调整至合理范围(单边间隙=0.05-0.08mm);②更换或修磨模具刃口;③适当降低冲压速度;④更换塑性更好的材料牌号;④优化导料板设计。(解析:该题要求分析毛刺问题并提出解决方案,需结合冲裁工艺原理,给出系统化方法。)3.答:计算:外层纤维伸长率ε=(R+τ)/R-1=(120+12)/120-1=0.1=10%。影响分析:①该伸长率已超过Q345的延伸率下限(通常≥20%),存在开裂风险;②需采用热弯曲工艺降低变形抗力;③可增加弯曲次数或采用中间退火;④需在模具中设置补偿型腔以补偿回弹。实际生产中应避免该组合参数,或采用U型弯曲替代。(

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