कम गति की टक्करों में बंपर वाहन और पैदल चलने वालों की सुरक्षा कैसे करते हैं? उनका ऊर्जा अवशोषण सिद्धांत क्या है?

कठोरता पर काबू पाने के लिए लचीलेपन का उपयोग करना: कम गति के टकरावों में बफर प्लेटों की दोहरी सुरक्षा और ऊर्जा अवशोषण का रहस्य
शहर की सड़कों के दैनिक यातायात में, छोटी-मोटी टक्करें जैसे कि रिवर्स स्क्रेप्स और कम गति वाली पिछली {{0}अंत टक्करें आम हैं। बहुत से लोग गलती से बंपर को "झटका प्रतिरोधी" मानते हैं, लेकिन उनका मूल मूल्य "बुद्धिमान क्षीणन" वैज्ञानिक संरचनात्मक डिजाइन और सामग्री चयन में निहित है जो पैदल चलने वालों की चोट के जोखिम को कम करते हुए शरीर को संरचनात्मक क्षति से बचाता है। इस दोहरी सुरक्षा के पीछे टकराव यांत्रिकी का सटीक नियंत्रण और ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग में ऊर्जा अवशोषण के सिद्धांत का सरल अनुप्रयोग निहित है।

कार बम्पर सुरक्षा फ़ंक्शन हमेशा ``कठोर धक्कों से बचने और नरम कुशनिंग प्रदान करने'' के मूल तर्क के इर्द-गिर्द घूमता है, जो शरीर की सुरक्षा और पैदल यात्री सुरक्षा के दो आयाम बनाता है, बंद {{0}लूप सुरक्षा।
बॉडी के लिए, बम्पर का मुख्य कार्य कम गति के प्रभावों को अलग करना और वाहन की मुख्य संरचना को नुकसान से बचाना है। एक सामान्य 10{3}}20 किमी/घंटा कम {{4}स्पीड दुर्घटना में, पारंपरिक स्टील बंपर का "कठिन" हिटिंग तर्क सीधे चेसिस, अनुदैर्ध्य बीम या रियर पैनल पर प्रभाव को स्थानांतरित करता है, जिससे दरवाजे की विकृति और ट्रंक डेंट जैसी संरचनात्मक क्षति होती है, जिसकी मरम्मत में आसानी से हजारों डॉलर खर्च हो सकते हैं। हालाँकि, आधुनिक बंपर प्रभावी रूप से "बफर{8}ऊर्जा{{9}अवशोषण- अपव्यय" सुरक्षा की तीन {7}परत प्रणाली द्वारा गद्देदार होते हैं: प्लास्टिक का खोल पहले मामूली विरूपण के माध्यम से बल को फैलाता है, मध्य बफर अधिकांश ऊर्जा को अवशोषित करता है और अंत में, ऊर्जा अवशोषक वाहन के अनुदैर्ध्य बीम पर शेष प्रभाव का मार्गदर्शन करता है। इस बिंदु पर, अनुदैर्ध्य बीम केवल बहुत छोटा भार सहन कर सकता है, मुख्य संरचना मूल रूप से अप्रभावित रहती है। एक गैरेज के अनुसार, आधुनिक ऊर्जा-अवशोषित बंपर वाली कारों के लिए कम गति की टक्करों में क्षतिग्रस्त शरीर के अंगों का अनुपात 60% से घटकर 10% प्रतिशत से भी कम हो गया है, औसत मरम्मत लागत में 70% की गिरावट आई है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि डिज़ाइन वाहन की स्थिरता को प्रभावित करने से शरीर की संरचना की विकृति को रोक सकता है और स्रोत पर बाद के सुरक्षा खतरों को कम कर सकता है।

पैदल चलने वालों के लिए, निचले अंगों की सुरक्षा के लिए बंपर रक्षा की पहली पंक्ति हैं। जब पैदल यात्री किसी वाहन से टकराते हैं, तो सबसे पहले उनके निचले अंग वाहन के संपर्क में आते हैं, जिसके परिणामस्वरूप घुटने के लिगामेंट के टूटने, निचले पैर में फ्रैक्चर और अन्य चोटों की संभावना अधिक होती है। आधुनिक बंपरों को तीन मुख्य विशेषताओं के लिए डिज़ाइन किया गया है: पहला, अत्यधिक कठोर सामग्रियों के कारण स्थानीय तनाव एकाग्रता से बचने के लिए लचीले प्लास्टिक कवर के साथ नरम सतह का उपचार; दूसरा, एक अत्यधिक समायोजित डिज़ाइन जो पैदल यात्री के पैर के निचले हिस्से के केंद्र के साथ बम्पर के निचले हिस्से को संरेखित करता है ताकि पैर पलटने के जोखिम को कम किया जा सके; और तीसरा, एक सतत तनाव बैंड डिज़ाइन जो उच्च तीव्रता की क्षति को रोकने के लिए एमओपी या रडार मॉड्यूल जैसे स्थानों में अचानक कठोरता परिवर्तन से बचाता है। राष्ट्रीय मानक जीबी 24550{8}}2024 कार पैदल यात्री टकराव संरक्षण के अनुसार, योग्य बंपर को घुटने के लिगामेंट बढ़ाव को 22 मिमी और बछड़े के गतिशील टॉर्क को 340 एनएम से अधिक नहीं सीमित करना चाहिए। वास्तविक दुनिया के परीक्षण डेटा से पता चलता है कि अनुकूलित बंपर पैदल चलने वालों की पैर की चोटों की संभावनाओं को 37% से अधिक कम कर सकते हैं।

बम्पर ऊर्जा अवशोषण का मूल टकराव की गतिज ऊर्जा को सीधे टकराने वाली वस्तु के बजाय सामग्री विरूपण और संरचनात्मक पतन के माध्यम से गैर-विनाशकारी गतिज ऊर्जा में स्थानांतरित करना है। इस सिद्धांत को "भौतिक सशक्तीकरण + संरचनात्मक तालमेल" के दोहरे प्रभाव के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है।

सामग्रियों का चयन ऊर्जा अवशोषण का आधार है। ईपीपी (विस्तारित पॉलीप्रोपाइलीन) द्वारा प्रस्तुत नई सामग्री, पारंपरिक दृष्टिकोण को पूरी तरह से उलट देती है कि कठोरता सुरक्षा के बराबर है। ईपीपी सामग्री अनगिनत लघु स्प्रिंग्स की तरह 0.1 से 0.5 मिलीमीटर व्यास वाले व्यक्तिगत कक्ष हवा के बुलबुले से भरी होती है। प्रभाव पर, हवा के बुलबुले 70% को अवशोषित करने के लिए संपीड़ित और विकृत हो जाते हैं, प्रभाव का 80%, प्रभाव पर वापस उछाल और सरल रखरखाव के साथ पुन: उपयोग किया जा सकता है। पारंपरिक स्टील बम्पर की तुलना में (जिसका घनत्व होता है) लगभग 7.8 ग्राम/सेमी3) और पारंपरिक पॉलीप्रोपाइलीन प्लास्टिक बंपर, ईपीपी बंपर का घनत्व केवल 0.03-0.05 ग्राम/सेमी3 होता है, जो ऊर्जा अवशोषण दक्षता को कई गुना बढ़ाते हुए हल्के डिजाइन को सक्षम बनाता है, ईपीपी (ऊर्जा वर्षा पैनल) के अलावा, बम्पर प्रणाली कार्यात्मक क्षेत्र के आधार पर विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करती है: बम्पर बीम मुख्य रूप से स्टील या एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने होते हैं और बुनियादी समर्थन सुनिश्चित करने के लिए 480MPa-980MPa की ताकत होती है; ऊर्जा-अवशोषित ब्लॉक कुशनिंग प्रभाव को और बढ़ाने के लिए पॉलीयुरेथेन फोम जैसी सामग्री का उपयोग करते हैं।

संरचनात्मक डिज़ाइन ऊर्जा अवशोषण की कुंजी है, और बम्पर प्रणाली बहु-स्तरीय समन्वय के माध्यम से क्रमिक ऊर्जा अपव्यय करती है। संपूर्ण बम्पर प्रणाली में चार भाग होते हैं: बाहरी प्लेट, कुशनिंग परत, विरोधी -प्रभाव बीम और ऊर्जा अवशोषक, जो ऊर्जा अवशोषक की एक व्यवस्थित श्रृंखला बनाते हैं। प्रभाव के बाद, बाहरी प्लेट पहले लचीले ढंग से विकृत होती है, फिर प्रभाव बल को फैला देती है। कुशनिंग परत (ईपीपी या फोम) संपीड़ित होती है, गतिज ऊर्जा को सामग्री विरूपण ऊर्जा ऊर्जा में परिवर्तित करती है। विरोधी - प्रभाव किरण एक पुल के रूप में कार्य करती है, जो कुशनिंग परत के पूर्ण विरूपण का समर्थन करती है, बिखरे हुए प्रभाव बल को सक्शन श्रृंखला में स्थानांतरित करती है। इसके अलावा, सक्शन बॉक्स और अनुदैर्ध्य बीम के बीच बोल्ट कनेक्शन को वेल्डेड संरचनाओं के प्रभाव के केंद्रित संचरण से बचने के लिए, प्रभाव के बाद रखरखाव और प्रतिस्थापन की सुविधा के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कठोर स्टील बंपर के शुरुआती दिनों से लेकर आज के "नरम लेकिन मजबूत" सिस्टम तक, कार बंपर का विकास कार सुरक्षा की विकसित अवधारणाओं का एक इतिहास है। यह साबित करता है कि वास्तविक सुरक्षा "अभेद्यता" में नहीं बल्कि "सक्शन" में निहित है {{1}कम गति की टक्करों में वाहनों और पैदल चलने वालों की सुरक्षा के लिए सामग्री विज्ञान और संरचनात्मक इंजीनियरिंग का सही संयोजन। पैदल यात्री सुरक्षा नियमों के सख्त कानून और सामग्री प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, बम्पर की ऊर्जा अवशोषण दक्षता और सुरक्षा सटीकता में सुधार होगा और शहरी सड़क सुरक्षा के महत्वपूर्ण संरक्षक बन जाएंगे। यह उन्नत ऊर्जा अवशोषण प्रणाली बिल्कुल उस तरह की शांत सुरक्षा प्रदान करती है जिसे रोजमर्रा की ड्राइविंग में मामूली दुर्घटना के बाद "केवल पेंटिंग और छेड़छाड़ की आवश्यकता होती है"।