18新利最新登入褶皱区是如何工作的

每当汽车发生碰撞时，都有强烈的动能在起作用。在任何碰撞中都存在一定的力。实际的数字根据汽车的速度和质量，以及它撞到的物体的速度和质量而变化。物理学家测量这种力为加速度——即使从高速移动到低速，速度随时间的任何变化在科学上都被称为加速度。为了避免混淆，我们将把碰撞加速称为减速。

褶皱区实现了两个安全目标。它们减少了碰撞的初始力，并在力到达车内人员之前重新分配。

在一定的质量和速度下，降低碰撞初始力的最好方法是减慢减速。如果你有过这样的经历，你就会看到这种效果刹车因为任何原因。你在紧急停车时遇到的阻力要比你逐渐减速等红灯时大得多。在碰撞中，将减速速度放慢哪怕只有零点几秒，也会使所涉及的力大幅减少。力是一个简单的等式:

力=质量*加速度

减少一半的减速也减少一半的力。因此，将减速时间从0.2秒改为0.8秒将导致总力减少75%。

褶皱区通过在汽车周围创建一个缓冲区来实现这一点。汽车的某些部件具有固有的刚性和抗变形性，例如乘客舱和引擎。如果这些刚性部件碰到什么东西，它们会迅速减速，产生很大的力。在这些部件周围设置皱褶区，可以让刚性较低的材料承受初始冲击。一旦弯曲区开始弯曲，汽车就开始减速，减速时间延长了零点几秒。

褶皱区也有助于重新分配冲击力。所有的力都必须去某个地方——目标是把它从居住者那里送走。将碰撞所涉及的力视为力预算。汽车在撞击过程中所发生的一切以及撞击时车里的每个人都消耗了一些力。如果汽车撞到一个非静止的物体，比如一辆停着的汽车，那么一些力就会转移到这个物体上。如果汽车撞上了某物，并发生了旋转或滚动，那么大部分的力都花在了旋转和滚动上。如果汽车的部件飞了出去，就会消耗更多的力。最重要的是，损坏汽车本身需要消耗力量。车架部分弯曲，车身面板被撞碎玻璃——所有这些行动都需要能量。想想弯曲一辆汽车的18新利最新登入钢架需要多大的力。这样的力是用来弯曲车架的，所以它不会传递给车上的人。

褶皱区就是基于这个概念。汽车的部分部件内部有特殊的结构，这些结构被设计成可以被损坏、弯曲、压碎和损坏。我们将很快解释这些结构本身，但其基本思想是，破坏它们需要力量。弯曲区域会消耗尽可能多的力量，这样汽车的其他部分以及车内人员就不会受到影响。

所以为什么不把整个车变成一个巨大的褶皱区呢?如果你需要一个缓冲区域来吸收冲击，你如何制造一辆有缓冲区域的紧凑型汽车呢?18新利最新登入我们将在下一节中进行解释。

吸收和调整冲击是很好的，但这并不是汽车设计师必须担心的唯一安全问题。汽车的乘客舱必须抵抗外部物体或汽车其他部件的穿透，它必须紧密结合在一起，这样车内人员才不会被甩出去。你不能把整辆车都弄成褶皱区因为你不想车里的人也被弄皱。这就是为什么汽车被设计成一个坚固的框架来包围乘员，在前后都有缓冲区。力的减少和再分配是在客舱内通过

使用安全气囊。

汽车的某些部件就是无法弯曲。的引擎是主要的罪魁祸首——在大多数车辆中，发动机是一块又大又重的钢块。没有褶皱。这同样适用于铝制发动机缸体的车辆。有时，汽车必须重新设计，将发动机移到更远的框架内，以适应更大的弯曲区域。18新利最新登入然而，这也会造成问题——如果由于撞击，发动机被推回乘客舱，可能会造成伤害。

燃料箱和电池组就位电或混合动力车辆也需要保护免受撞击，以防止火灾或接触有毒化学品。它们可以设计成有一部分框架保护油箱，但框架的这一部分可以弯曲以躲避冲击。例如，如果一辆汽车被追尾，车架就会向上弯曲，把油箱抬起来，吸收一些冲击力。较新的汽车有系统，可以在碰撞时切断发动机的燃料供应特斯拉跑车这是一款高性能电动汽车，它有一个安全系统，当它感觉到紧急情况时，它会关闭电池组，并从贯穿整个汽车的电缆中吸取所有电能[来源:特斯拉汽车]。

当然，在一辆大型车辆中，在乘客舱受到冲击之前，有足够的空间来弯曲是很容易的。在小型车辆中设计褶皱区需要一些创造力。一个很好的例子是精灵，一个非常小的

高效的交通工具。司机和乘客都被封闭在三极管安全室，一个钢框架，具有良好的刚性大小。几何设计的影响分布在整个框架。在前面和后面的智能fortwo是什么智能呼叫碰撞盒。这些是小型钢框架，可以倒塌和弯曲以吸收冲击。由于应急箱太小，其他的减振功能被用来补充它们。例如，传输可以作为一个减震器，在事件的前端碰撞。短轴距的fortwo意味着几乎任何冲击都会涉及轮胎、轮子和悬架。这些组件被设计成变形、脱落或反弹，有助于在撞击过程中吸收更多动能[来源:聪明的美国]。

接下来，我们将看到褶皱区是如何帮18新利最新登入助你最喜欢的赛车手活着的。

即使你不是赛车迷，你也可能见过壮观的撞车画面:汽车在赛道上翻滚，零件散落在各个方向，汽车被彻底摧毁。然而，司机奇迹般地从扭曲的残骸中爬了出来，毫发无损地离开了。虽然这些碰撞看起来很可怕，但所有这些壮观的破坏都在消耗动能。对于司机来说，这可能不是一段有趣的旅程，但在这种情况下，汽车正在做的正是它设计的目的——保护驾驶座上的人。

赛车高速撞到固体物体的情况也很少见，比如纳斯卡赛车手迈克尔·沃特里普(Michael Waltrip)在布里斯托尔在1990年。他以飞快的速度撞上了混凝土墙的钝端，汽车突然停了下来。撞击产生了巨大的力量，但沃特里普没有受伤。从他那天留下的汽车残骸来看，原因显而易见。它被彻底摧毁了。所有的力量都用在了毁坏汽车上。显然，这起事故远远超出了任何一个褶皱区域的能力，事实上，没有任何东西闯入驾驶室伤害沃尔特里普，这只是一个运气问题。力量再分配救了他的命。

然而，这个概念有一个不幸的对应。18新利最新登入从20世纪80年代到21世纪初，由于过于坚硬的底盘，有许多赛车死亡事故。也许最广为人知的事件是戴尔·恩哈特2001年代托纳500事故最初看起来并不严重，汽车似乎也没有大范围受损;18新利最新登入然而，这正是问题所在。很大一部分冲击力直接转移到了司机身上，造成了立即的严重伤害。致命的损伤是颅底骨折，这是颅骨和脊髓连接区域的损伤。在许多赛车事故中，这种损伤是导致死亡的原因，它发生在头部受到冲击而身体受到抑制时安全带。虽然头颈部限制装置降低了颅底骨折的发生率，但减少对驾驶员的冲击力也发挥了重要作用。

在此期间，还有其他几名知名司机被杀，还有一些不太知名的司机纳斯卡在美国各地的赛道上进行改进和最新型号的比赛。致命事故增加的原因仅仅是对更高性能的追求。汽车设计师和工作人员通过创造更坚固的底盘来寻求更好的操控性。这包括在框架上添加组件，使用直线框架轨道，以及改用壁厚的钢管。当然，他们使底盘更加坚硬，但当这些不灵活的汽车撞到墙上时，没有给予。没有一个力被汽车吸收——司机承受了大部分的冲击力。

甚至在2001年Earnhardt去世之前，赛车场就在试图找到这个问题的解决方案。美国东北部的赛道尝试在墙壁上铺设巨大的工业泡沫聚苯乙烯，这与今天许多超级高速公路上使用的软壁技术类似。更重要的是，车换了。现在在底盘的某些部分使用了较薄的钢管，框架轨道被赋予了弯曲或缺口，因此它们在一定程度上可以预测受到冲击时的变形。

纳斯卡的车在斯普林特杯比赛中使用的Tomorrow，在车架的关键区域插入了泡沫和其他吸收冲击的材料。虽然赛车永远是一项危险的运动，但它采用了较少刚性的底盘构造、软壁技术和头部和颈部约束系统大大降低了碰撞对驾驶员的冲击力。

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最初发表于2008年8月11日