ट्रेलर बनाने के लिए स्टील का चयन


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मैं एक और ट्रेलर बनाने के बारे में सोच रहा हूं। मैंने अतीत में बहुत सारे छोटे ट्रेलरों का निर्माण किया है, लेकिन इस बार मैं खुद को 7,500 एलबीएस के लिए एक छोटा टैंडम एक्सल गॉज़नेक बनाना चाहता हूं।

मैं एक प्रमाणित वेल्डर हूं, मेरे पास भौतिकी में स्नातक की डिग्री है, और मैं एक सॉफ्टवेयर डेवलपर के रूप में काम करता हूं। मुझे पता है कि कैसे, लेकिन मैं सामग्री चयन पर कुछ इनपुट चाहूंगा।

  • गोल पाइप
  • कोण लोहा
  • विकिरण
  • आयताकार ट्यूबिंग

मैं वर्तमान में समर्थन के लिए सर्वश्रेष्ठ के रूप में आयताकार टयूबिंग की ओर झुक रहा हूं, लेकिन मुझे ऐसा कुछ भी ऑनलाइन नहीं मिल रहा है जो इसकी पुष्टि करता हो।

ट्रेलर के लिए सबसे अच्छी सामग्री तय करने के बाद, मुझे यह बताने के लिए अच्छे चार्ट कहाँ मिलेंगे कि मुझे किस आकार और मोटाई का उपयोग करना चाहिए? जाहिर है, मैं ओवरकिल जा सकता हूं, लेकिन मैं इस पर उतना ही बेहतर निर्माण करना चाहूंगा जितना कि मेरे पास है।

क्या किसी के पास कोई इनपुट है? क्या इसमें पोस्ट करने के लिए एक बेहतर समूह है? मैं रेखा के साथ कुछ देख रहा था अगर औद्योगिक इंजीनियरिंग, लेकिन यह सब है कि ऊपर खींच लिया।

संपादित करें:
मैं इसे एक सामान्य प्रश्न रखने की कोशिश कर रहा था, जहां कोई मुझे कुछ बता सकता है, "यहां वह सूत्र है जिसका हम उपयोग करते हैं, और यह है कि इसका उपयोग कैसे करें ..." ऐसा लगता है कि मुझे ऐसा नहीं मिलेगा, हालांकि।

मेरा सबसे भारी भार एक ट्रेक्टर होगा जिसमें फ्रंट एंड लोडर और पीठ पर ब्रश कटर होगा जिसका कुल वजन 5500 से 6500 पाउंड होगा। दो (2) 3500-एलबीएस एक्सल के साथ एक अग्रानुक्रम एक्सल ट्रेलर इस लोड को ठीक कर सकता है। मैंने ब्रेक के साथ साउथवेस्ट व्हील के टॉर्सियन एक्सल से एक्सल का चयन किया है (फ्रंट एक्सल में ब्रेक नहीं, बल्कि रियर होगा)।

ट्रेलर की लंबाई 18 फुट होगी, और इसमें एक गॉज़िक कॉन्फ़िगरेशन होता है (यह वजन को बेहतर तरीके से वितरित करता है और बम्पर ट्रेलर की तुलना में चिकनी खींचता है)। गणना के लिए, मैं 7500-एलबी क्षमता का उपयोग करने जा रहा हूं।

मैं एक विशेष पत्रक HERE का उपयोग करके वर्ग टयूबिंग के लिए संरचनात्मक डेटा देख रहा हूं (किसी अन्य वेबसाइट का विज्ञापन नहीं करने की कोशिश कर रहा हूं, लेकिन यह वह जगह है जहां मैं डेटा प्राप्त करता हूं)। पृष्ठ 21 विभिन्न आकारों और मोटाई के लिए डेटा मान दिखाता है।

एक लाइन है जिसे Bending Factor कहा जाता है। एक 18-फुट ट्रेलर (18 x 12 = 216 इंच) के लिए, 3/8-इंच मोटा 4x2 वर्ग टयूबिंग एक झुकने फैक्टर (x = 1.03, y = 1.55) को दर्शाता है।

मैं कल दुष्ट निर्माण के कैलकुलेटर का उपयोग कर रहा था , जहां मैंने निम्नलिखित मान दर्ज किए: ट्यूब शेप = स्क्वायर टयूबिंग, आउटसाइड डायमीटर = 4-इन, वॉल थिकनेस = 0.1875-इन, मटीरियल = "सस्ते सीमेड ट्यूब", लोड = 3800-एलबीएस, ट्यूब लंबाई = 216-इन, और हज़ार्ड फैक्टर = 1, मैंने पाया कि मेरी सामग्री लोडिंग परिस्थितियों की तुलना में 1.22 गुना मजबूत है।

आगे, मैंने लंबाई के मान = 216, चौड़ाई = 2, ऊँचाई = 4, दीवार की मोटाई = 0.1875, बल = 3750 के साथ EasyCalacle's Beam Deflection Calculator की कोशिश की । यह आयताकार ट्यूबिंग की 2 लंबाई के लिए लगभग 100 इंच का विक्षेपण दर्शाता है। अगर मैं 4 लंबाई का उपयोग करता हूं, तो यह बल 7500/4 = 1875 प्रति बीम तक गिर जाता है, और विक्षेपण 50 इंच तक नीचे चला जाता है। वे विक्षेपण मूल्य वास्तव में उच्च लगते हैं। यह सबसे अधिक ट्रेलरों की तुलना में अधिक लोहा है।

मेरे द्वारा उपयोग किए गए पुराने अग्रानुक्रम एक्सल ट्रेलर में अब केवल 4 इंच के दो (2) लंबाई वाले लोहे (1/4-मोटी) हैं। यह एक-दो इंच नहीं, बल्कि 50 इंच का लचीलापन देता है। मेरा कुछ छूट रहा है।

मैं फ्लेक्स की मात्रा की गणना कैसे करूँगा सामग्री की लंबाई 20 फीट है?

यदि स्क्वायर टयूबिंग सबसे अच्छा नहीं है, तो यह ठीक है जब तक आप मुझे बताएं कि बेहतर क्या होगा और आप टिप्पणी करते समय उस कॉन्फ़िगरेशन को कैसे चुनते हैं।


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यह प्रश्न इस साइट के दायरे में नहीं लगता है। यह व्यक्तिपरक राय का मिश्रण है (प्रत्येक क्रॉस-सेक्शन के अपने फायदे और नुकसान हैं, इसलिए आप "सर्वश्रेष्ठ" को बिना यह जाने बिना परिभाषित कर सकते हैं कि इसका ठीक-ठीक क्या मतलब है) और संदर्भों का अनुरोध करते हुए, जिनमें से कोई भी गुंजाइश नहीं है।
वसाबी

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एक सदस्य का आकार जड़ता के अपने क्षेत्र के क्षण को प्रभावित करता है, जो सदस्य में लोडिंग को प्रभावित करता है। आपको लोड को परिभाषित करने की आवश्यकता है, सुरक्षा का एक तत्व, एक सामग्री, और तब आयाम और आकार के साथ खेलते हैं जब तक आप एक संयोजन नहीं ढूंढते हैं जो सामग्री की उपज ताकत के तहत आपका लोड (सुरक्षा का कारक) प्राप्त करता है। मैंने इसे एक उत्तर के बजाय एक टिप्पणी में रखा क्योंकि आपने सामान्य वर्ग को छोड़कर ट्रेलर के बारे में कुछ भी परिभाषित नहीं किया है और आप इस पर एक ट्रैक्टर चाहते हैं। यदि आप एक संदर्भ चाहते हैं तो किसी भी "ख़राब शरीर" या "मशीन डिज़ाइन" पाठ का प्रयास करें।
चक

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हम इसे यथासंभव जटिल बनाने के लिए नहीं कह रहे हैं। हम इसे यथासंभव सही बनाने के लिए कह रहे हैं। अच्छे डिजाइन का पता लगाना मामूली नहीं है और इसे हल्के में नहीं लिया जाना चाहिए।
वसाबी

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आपके पास 3 विकल्प हैं - गणित करें और सही भाग प्राप्त करें, किसी और के काम की नकल करें और आशा करें कि उन्होंने गणित किया है, या अनुमान करें और आशा करें कि यह ठीक काम करता है। मेरा मतलब है, सबसे खराब 3.5 टन लोड एक कार जो एक राजमार्ग पर 55mph जा रही है, को रोक सकता है? एक तरफ सरकस, आपको शायद या तो इसे गंभीरता से लेना चाहिए और काम करना चाहिए या एक अलग प्रोजेक्ट ढूंढना चाहिए।
चक

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हमारे कार्यालय में हमारे पास एक सामान्य नियम है ... "अगर कुछ चलता है, तो यह यांत्रिक है" शायद मैकेनिकल इंजीनियरिंग के साथ इसे टैग करने की कोशिश करें? बीम पर गतिशील भार और विशेष रूप से कनेक्शन महत्वपूर्ण हो जाएंगे। बस संरचना पर एक स्थिर विश्लेषण करना पर्याप्त नहीं होगा।
NamSandStorm 12

जवाबों:


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यहां वह सूत्र है जिसका हम उपयोग करते हैं

बीम झुकने ( विकिपीडिया पर उपलब्ध )

मैं=(y- ˉ y )2डी ˉ y =1

मैं4δyएक्स4=क्ष(एक्स)
मैं=(y-y¯)2
y¯=1y

σएक्स=yएक्स2δyएक्स2एक्स

जहां बीम का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है, y बीम लोडिंग की दिशा में धुरी के साथ स्थिति है, lect y लोडिंग की दिशा में विक्षेपण है, E लोच का मापांक है (खोज matweb पाने के लिए आपकी सामग्री के लिए मूल्य), और अंत में q ( x ) प्रति दूरी फ़ंक्शन का भार है।yδyEq(x)

यहां उनका उपयोग करने का तरीका बताया गया है

ऊँचाई , चौड़ाई डब्ल्यू और मोटाई टी के साथ एक आयताकार ट्यूब के लिए:HWt

मैं=डब्ल्यू एच

y¯=0
I=WH2H2y2dy(W2t)H2+tH2ty2dy=H3W(H2t)3(W2t)12

H=4in,W=2in,t=.1875in

I4.2in4

अब बीम लोडिंग है, यह संभावना है कि आप कठिनाई में भाग गए थे। पहले एक ब्रैकट बीम पर एक नज़र डालते हैं:

x=0Fx=L

q(x)=δ(x)F+δ(xL)F

EId4δydx4=q(x)

EId3δydx3=0xq(x)dx=F

यह मूल रूप से कह रहा है कि बीम में पूरे तरीके से लगातार कतरनी तनाव है।

EId2δydx2=Fdx+C=F(xL)

यह अभिव्यक्ति बीम में झुकने वाले क्षण के लिए है। हम जानते हैं कि मुक्त अंत में शून्य का झुकने वाला क्षण होना चाहिए ताकि हम इसे समायोजित करने के लिए एकीकरण स्थिर सेट करें।

dδydx=1EIF(xL)dx+C=FEI(12x2Lx)

यह विक्षेपित बीम के ढलान का प्रतिनिधित्व करता है। यहां हम जानते हैं कि ढलान समर्थन पर शून्य होना चाहिए, इसलिए हमने एकीकरण को तदनुसार निर्धारित किया है।

δy=एफमैं12एक्स2-एलएक्सएक्स+सी=एफमैं(16एक्स3-एल2एक्स2)

यहाँ हम जानते हैं कि विक्षेपण समर्थन पर शून्य है इसलिए हम तदनुसार eh एकीकरण को निर्धारित करते हैं। अब अगर हम अंत में विक्षेपण को देखना चाहते हैं तो हम में प्लग करते हैंएक्स=एल

δy=-एफएल33मैं

यह आपकी पोस्ट की अंतिम वेबसाइट के समीकरण से मेल खाता है।

=30000रोंमैं

δy=-3.750एल(216मैंn)3330000रोंमैं4.2मैंn4-100मैंn

यह वही है जो ऑनलाइन कैलकुलेटर का उत्पादन करता है। हालांकि, अगर आपने इस तरह से एक बीम लोड करने की कोशिश की, तो यह स्थायी रूप से ख़राब हो जाएगा। एक 18 फुट लीवर आर्म वास्तव में लंबा है और केवल एक मध्यम कठिनाई के साथ 4in पतली दीवार बीम से बाहर की ओर झुक जाएगा। मुद्दा यह है कि ट्रेलर एक कैंटिलीवर बीम नहीं है।

तो चलिए एक अधिक उचित लोडिंग परिदृश्य पर नज़र डालते हैं। आइए एक्सल को एक बिंदु लोड रूप में मॉडल करें40मैंn80मैंn7500एल18टी5टी

अब हमारे कुछ भार अभी ज्ञात नहीं हैं, लेकिन हम उनमें से कुछ को इस प्रक्रिया में समझ सकते हैं। उनमें से कुछ हम हालांकि नहीं कर सकते हैं, तो चलो एक अतिरिक्त बाधा जोड़ते हैं। भार वितरण को चर अनुसार धुरों के बीच विभाजित किया जाएगाα

एफएक्सएलरों=एफआरआर1α=एफआरnटी1(1-α)

अब हमारे पास है:

क्ष(एक्स)=-एफएलएच(एल-एक्स)+एफएक्सएलरों(αδ(एक्स-एक्सआरआर)+(1-α)δ(एक्स-एक्सआरnटी)+(एफ-एफएक्सएलरों)δ(एक्स-एक्सजीरों)

घालमेल:

EId3δydx3={FLxxxrearFLx+Faxelsαxrear<xxfrontFLx+Faxelsxfront<xLFaxelsFLएक्स

फिर से एकीकृत:

EId2δydx2={F2Lx2xxrearF2Lx2+Faxelsα(xxrear)xrearxxfrontF2Lx2+Faxels(x(1α)xfrontαxrear)xfrontxL(FaxelsF)(xxgoose)Lx

Faxles

Faxels=FxgooseL2xgoose(1α)xfrontαxrear

Faxels

अब ढलान होगा:

dδydx=1EI{F6Lx3+C1xxrearF6Lx3+Faxelsα12(xxrear)2+C1xrearxxfrontF6Lx3+Faxels(α12(xxrear)2+(1α)12(xxfront)2)+C1xfrontxL(FaxelsF)12(xxgoose)2+C2Lx

और इस बिंदु पर मैं एक संख्यात्मक समाधान पर चला गया। मैंने फिर से एकीकृत किया और सभी स्थिरांक के लिए मान पाया जैसे कि ढलान और विस्थापन दोनों निरंतर थे और हंस में विस्थापन और रियर एक्सल शून्य थे। परिणामी विक्षेपण में अधिकतम लगभग 2 इंच था। लेकिन मैंने पूर्ण भार का उपयोग किया और मुझे 1 इंच देने वाले आधे भार का उपयोग करना चाहिए था। यह मेरे को सही के बारे में लग रहा है।

9kNm38ksi

एक ट्रेलर पर त्वरण बल आसानी से छोटी अवधि में लोड को तिगुना कर सकता है। इसके अतिरिक्त, सड़क के धक्कों को लोड करते हुए चक्रित किया जाएगा, जिससे आपको वह मज़बूती नहीं मिलेगी, जिस पर आप देखना चाहते हैं, लेकिन उचित संख्या में चक्रों पर थकान की ताकत आप ट्रेलर को पसंद करेंगे। थकान की ताकत उपज की 10% से कम हो सकती है, इसलिए मैं लगभग 30 (3/10%) का न्यूनतम लोड कारक चाहता हूं, फिर 2 की सुरक्षा का एक कारक जोड़ें और आपके बीम को लगभग 60 गुना होना चाहिए स्थिर लोड परिदृश्य में अपनी उपज के तनाव को पूरा करने के लिए आवश्यकता से अधिक मजबूत होगा। संक्षेप में, मैं बड़े बीम के साथ जाऊंगा।


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शानदार जवाब के लिए +1। मुझे आशा है कि @ jp2code "सिर्फ एक ट्रेलर" बनाने में शामिल प्रयास का एहसास करता है।
चक

@ चक, मुझे संदेह है कि किसी भी गोलकीपर ट्रेलर निर्माताओं ने इन गणनाओं का उपयोग किया है। यह एक शानदार जवाब है जिसे मैं अंततः स्वीकार कर सकता हूं, लेकिन मैं यह जानना चाहूंगा कि निर्माता यह निर्धारित करते हैं कि किसी दिए गए लोड रेंज के लिए ट्रेलर का निर्माण करते समय उन्हें किस आकार की सामग्री की आवश्यकता है।
jp2code

1
@ jp2code यह या अनुमान है।
चक

@ jp2code अधिकांश समस्याओं की तरह, एक बार जब आप समस्या को हल कर लेते हैं, तो जब आप अपने नंबर बदलते हैं, तो सभी गणनाओं को फिर से करने के लिए एक उपकरण बना सकते हैं। तो, नहीं, वे हर ट्रेलर डिजाइन के लिए इसके माध्यम से नहीं जाते हैं। उन्होंने उनके लिए इसे करने के लिए एक उपकरण बनाया। तब वे शायद FEA विश्लेषण के साथ अपने डिजाइन को सत्यापित करते हैं। मुझे संदेह है कि किसी भी गॉज़नेक ट्रेलर निर्माता ने इस स्तर की विस्तार गणनाओं से कम का उपयोग किया है, यह सिर्फ आपके द्वारा पाए गए ऑनलाइन टूल के समान टूल में एम्बेडेड होने की संभावना है।
रिक

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मुझे यकीन नहीं है कि यह वास्तव में वास्तविक दुनिया के डिजाइन के लिए उपयोगी कुछ भी जोड़ता है। मैंने एक बार 6 लेन के सड़क पुल को डिजाइन किया था, जिसमें कुछ भी एकीकृत नहीं था। मुझे लगता है कि यह अभी भी खड़ा है। इंजीनियर का एकीकरण नहीं।
पॉल उस्ज़ाक

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ट्रेलर डिज़ाइन मानदंड पर कुछ अतिरिक्त जानकारी और लंबी चर्चा यहाँ दी गई है। लोडिंग और सुरक्षा कारकों पर थ्रेड में एक सफ़ेद कागज भी है जिसका उपयोग किया जाना चाहिए:

ट्रेलर डिजाइन के लिए भार

उस साइट पर बहुत सारे अन्य धागे हैं जो ट्रेलर डिजाइन के बारे में अच्छी जानकारी प्रदान करते हैं।

इसके लायक क्या है, मैं अपनी संरचना डिजाइन को ट्रेलर के लिए कुछ प्रकार के आयताकार स्टील अनुभाग के साथ शुरू करूंगा। वे (कट, ड्रिल, वेल्ड, माउंट अन्य घटकों, आदि) के साथ काम करने के लिए नियमित रूप से उपलब्ध और "आसान" हैं।


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एक ट्रेलर की संरचना के लिए आयताकार अनुभाग ट्यूब में ताकत की कठोरता और डिजाइन और निर्माण में आसानी के बीच सबसे कुशल समझौता होने की संभावना है। गोल ट्यूब वजन के लिए थोड़ा मजबूत है, लेकिन इकट्ठा करने और सही ढंग से जुड़ने के लिए बहुत अधिक कठिन है, सिर्फ इसलिए कि आयताकार ट्यूब में सुविधाजनक सपाट सतह होती है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है कि इस तरह की गणना वास्तविक दुनिया में पथरी द्वारा नहीं की गई है और अब तक आपकी सबसे अच्छी शर्त एक मौजूदा डिजाइन की नकल करना है क्योंकि इस तरह के आवेदन में विफलताएं तब होती हैं जब आप डिजाइन पर विचार करने के बजाय अप्रत्याशित भार सांद्रता प्राप्त करते हैं। जब तक आपके पास FEA सॉफ़्टवेयर तक पहुंच न हो, तब तक एक अनुमानित बीम, तब कागज़ की गणना थोड़ी व्यर्थ होती है।


मुझे उम्मीद थी कि इस साइट पर इंजीनियरों में से एक कह सकता है, "एक्स के लिए {कुछ} पाउंड" का उपयोग करना सबसे अच्छा है। अंत में, मैंने सिर्फ गेस्टिमेट किया
jp2code

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समस्या यह है कि ट्रेलर पर वास्तविक भार समग्र समस्या का एक छोटा सा हिस्सा है जो मैं कहूंगा कि एक ए के फ्रेम पर 3000 किलो भार के लिए लगभग 3 मीटर लंबा 100 मिमी x 50 मिमी आयताकार बॉक्स अनुभाग (3 मिमी वाल मोटाई) सही है आपको सुरक्षा का एक आरामदायक कारक देने के लिए बॉलपार्क की तरह।
क्रिस जॉन्स

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यदि यह पहली बार संरचनात्मक इस्पात वर्गों के साथ काम कर रहा है, या बस उनके यांत्रिक गुणों पर सटीक डेटा की तलाश कर रहा है, तो अपने क्षेत्र के लिए आधिकारिक "हैंडबुक ऑफ़ स्टील कंस्ट्रक्शन" ढूंढें। यहाँ कनाडा में यह "कैनेडियन इंस्टीट्यूट ऑफ़ स्टील कंस्ट्रक्शन (CISC): हैंडबुक ऑफ़ स्टील कंस्ट्रक्शन" है और संयुक्त राज्य अमेरिका में यह "अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ़ स्टील कंस्ट्रक्शन (AISC): स्टील कंस्ट्रक्शन मैनुअल" है। मैं अन्य देशों के बारे में निश्चित नहीं हूं, लेकिन वे सभी बहुत समान शीर्षक प्रारूप का पालन करते हैं और उन्हें "स्टील निर्माण की पुस्तिका" या "स्टील निर्माण मैनुअल" कहा जाता है। यदि आप उस क्षेत्र को खोजते हैं तो अपने क्षेत्र के लिए आधिकारिक संस्करण खोजना काफी आसान होना चाहिए।

जैसा कि इस प्रश्न पर शोध करने की कोशिश कर रहे इस धागे को ठोकर मारने वाले व्यक्ति के रूप में, मुझे पता है कि विश्वसनीय उत्तर खोजना कितना कठिन हो सकता है। इसलिए मैं इस पर जोर नहीं दे सकता। अपने आप को एक कॉपी प्राप्त करें !! इस पुस्तक का शाब्दिक रूप से आपके पास मौजूद हर प्रश्न का उत्तर होगा और मैं वास्तव में चाहता हूं कि मुझे यह जल्द ही मिल जाए।

चीयर्स, एह।


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आसान जवाब डिजाइन नहीं है - धोखा। जाओ और एक ट्रेलर के लिए देखो क्या आप के बाद कर रहे हैं। इसे फोटो और सभी बिट्स को मापें। (ऐसा कार्य न करें जैसे आप इसे करने की कोशिश कर रहे हैं)। इसी तरह के वर्गों करेंगे, लेकिन मैं बड़े आकार पर गलत होगा।

अब आपके मुद्दे होंगे: -

  1. जोड़ों को वेल्डिंग करना। मुझे यकीन नहीं है कि आप किस प्रकार की वेल्डिंग में प्रमाणित हैं, लेकिन फ़िले वेल्डिंग 10 मिमी स्टील कार के पंखों से निपटने के समान नहीं है।
  2. ब्रेक। आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि वे काम करते हैं। आप उन्हें कैसे परखेंगे? बस तथ्य यह है कि ट्रेलर आपके ड्राइव को रोल नहीं करता है इसका मतलब यह नहीं है कि वे काम कर रहे हैं।
  3. इंग्लैंड में, यदि आपने इसे एक सार्वजनिक राजमार्ग पर लिया है, तो इसे परीक्षण प्रमाणपत्र की आवश्यकता होगी।

मैं पूरे स्वास्थ्य और मूर्खता की बकवास से नफरत करता हूं, लेकिन जिम्मेदारी को कम मत समझो यदि आप इसे एक सड़क पर गति से चलाते हैं।

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