بخش A1

این روش آزمون، توانایی اتاقک اصلی یا میله ورودی برای مقاومت به نیروی بیرونی عمود بر محور خود در امتداد طول را تعیین می کند. این آزمون برای اتاقک اصلی یا میله ورودی با هر اندازه اسمی کاربرد دارد.

مطابق با بند ۵-۴-۱، در صورتی که دستگاه مناسب موجود نباشد، آزمون روی آزمونه های بریده شده مطابق با پیوست ب انجام شود.

از این روش آزمون به منظور اثبات انطباق با حداقل الزامات برای استحکام خردشوندگی مشخص شده در بند ۵-۴-۱ یا تعیین استحکام کششی خمشی حلقه PRC مورد استفاده در ساخت اتاقک اصلی یا میله ورودی، استفاده می شود. آزمونه بر اساس قطر خود برای کل طول خود در معرض نیروی عمودی قرار می گیرد. برای اثبات انطباق با حداقل استحکام خردشوندگی، نیروی وارده برابر با حداقل نیروی خردشوندگی ( $q_{mathrm{cr,min}}$) مشخص شده در بند ۵-۴-۱ ضربدر طول آزمونه است. برای تعیین استحکام خردشوندگی اتاقک اصلی (یا میله ورودی) یا استحکام کششی خمشی حلقه PRC، نیروی وارده تا زمان شکست آزمونه افزایش داده می شود. با استفاده از نیروی وارد شده، طول آزمونه و معادلات مرتبط در این پیوست، حداقل استحکام ها تأیید شده یا استحکام های واقعی تعیین می شوند.

دستگاهی است که توانایی اعمال نیروی فشاری به آزمونه با نرخی ثابت بین ۴۰۰ N/s و ۶۰۰ N/s، تا رسیدن به حداقل نیروی خردشوندگی مشخص شده یا شکست آزمونه، را داشته باشد. آزمونه باید اتاقک اصلی یا میله ورودی به صورت کامل یا مقطعی حلقه ای شکل از آن با طولی بیش از آنچه که در بند ۵-۴-۲-۱ قید شده، باشد.

دستگاه باید به اندازه ای صلب باشد، که توزیع نیرو تحت تأثیر تغییرشکل یا تسلیم هیچ یک از اجزاء قرار نگرفته و باید نیرو را در صفحه ای عمود بر خطوط مرکزی طولی حامل ها و آزمونه، بدون شوک منتقل کند. نیرو باید به نحوی اعمال شود که ترکیب تکیه گاه و حامل ها برای چرخش در صفحه ای عمود بر خطوط مرکزی طولی حامل های بالایی و پایینی، آزاد باشد.

دستگاه باید مجهز به وسایل اندازه گیری، نشانگر و ثبت نیروی کل وارد بر آزمونه با دقتی در محدوده ±۲ درصد نیروی وارده باشد.

حامل ها باید از جنس فلز یا چوب سخت مناسب، که مستقیم و بدون پیچ و تاب یا گره است، باشند. آن ها می توانند به صورت پیوسته یا تکه تکه باشند.

ضخامت حامل ها باید حداقل ۲۵ میلی متر باشد. حامل ها باید به صورت مرکزی روی تکیه گاه هایشان و زیر محور اعمال نیرو و موازی با محور طولی حلقه قرار گیرند.

نیرو باید از طریق یک نوار حامل بالایی اعمال شود.

حامل پایینی باید مانند تکیه گاه، به شکل V با شیب سطح بین صفر و ۱۵ درجه، باشد. عرض حامل باید حداقل به اندازه عرض لازم برای تکیه گاه آزمونه بوده یا حاوی دو نوار حامل باشد. در حالت اخیر، مراکز دو نوار در فاصله ای قرار می گیرند که با زاویه ۳۰ درجه نسبت به مرکز حلقه امتداد می یابند (شکل الف-۱).

الف) مقطع طولی
ب) مقطع عرضی
راهنما:
1 محور اعمال نیرو
2 لبه اعمال فشردگی
3 تیر اعمال فشردگی
4 نوار حامل بالایی از جنس الاستومر یا نمدمالی شده
5 آزمونه PRC
6 نوار حامل پایینی از جنس الاستومر یا نمدمالی شده
7 حامل فلزی یا چوب سخت بدون گره
8 صفحه پایه ستون دستگاه آزمون

$a$ ۰/۵ × $l_p$
$b$ زاویه سطح حامل، صفر تا ۱۵ درجه
$a_b$ عرض نوار حامل
$d_i$ قطر داخلی آزمونه
$e$ ضخامت دیواره آزمونه
$l_p$ طول آزمونه
$P$ نیروی وارده

شکل الف-۱ – نمونه ای از آرایش آزمون استحکام خردشوندگی روی اتاقک اصلی یا میله ورودی

سطوحی که در تماس با آزمونه هستند باید به شکل روکش یا نوار مطابق با شکل الف-۱ باشند. جنس این سطوح باید از ماده ای الاستومری با سختی IRHD (۵۵ ± ۱۰) بوده یا روکش نمدی با چگالی g/cm³ (۰/۳ ± ۰/۰۲۵) داشته باشند. ضخامت سطوح باید mm (۲۰ ± ۵) باشد.

عرض نوار حامل ( $a_b$) باید بیش از عرض سطح تماس متناظر با آزمونه و کمتر از مقدار مرتبط ارائه شده در جدول الف-۱ باشد.

سه آزمونه از یک اندازه اسمی و نام گذاری باید استفاده شود.

آزمونه می تواند اتاقک اصلی یا میله ورودی کامل یا مقطعی حلقه ای شکل از آن با طولی بیش از مقدار قید شده در بند ۵-۴-۱-۲ بوده یا به صورت قطعه ای تولید شده در همان قالب با قطر و ضخامت برابر با اتاقک اصلی یا میله ورودی، با همان فرمول بندی و شرایط تولید اتاقک اصلی یا میله ورودی باشد. دو انتهای آزمونه باید صاف بوده و عمود بر محور حلقه باشد.

آزمونه به صورت افقی و مرکزی روی حامل پایینی قرار داده شود.

در صورت انجام آزمون به منظور ارزیابی انطباق با الزامات حداقل استحکام خردشوندگی، حداقل نیروی آزمون مطابق با بند الف-۶، از طریق ضرب کردن حداقل نیروی خرد شوندگی (مشخص شده در بند ۵-۴-۱ برحسب N) در طول آزمونه (برحسب mm)، محاسبه شود.

نیرو به صورت پیوسته با نرخی ثابت بین ۴۰۰ N/s و ۶۰۰ N/s، تا رسیدن به نیروی آزمون لازم ( $P_{min}$)، با احتساب نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی ( $W^*$)، یا شکست آزمونه اعمال شود.

در صورت وقوع شکست، استحکام خردشوندگی اتاقک اصلی (یا میله ورودی) و استحکام کششی خمشی حلقه برای PRC مطابق با بند الف-۶ محاسبه و نتایج ثبت شود.

نیروی آزمون اعمال شده، وضعیت ظاهری و ابعاد آزمونه ثبت شود.

حداقل نیروی آزمون ( $P_{calc}$) با استفاده از معادله الف-۱ محاسبه می شود:

که در آن:

$P_{calc}$ حداقل نیروی آزمون، برحسب نیوتن (N)؛
$l_p$ طول آزمونه، برحسب میلی متر (mm) و

$q_{cr,min}$ حداقل نیروی خردشوندگی، برحسب نیوتن بر میلی متر (N/mm) است، که از معادله ۱ بند ۵-۴-۱-۱ ("رده استحکام" × [DN] × "۰/۰۰۱") محاسبه می شود. رده استحکام، مقداری بدون بعد بوده که در جدول ۳ برای اندازه اسمی اتاقک اصلی یا میله ورودی مورد نظر ارائه شده است. [DN] اندازه اسمی مربوط به اتاقک اصلی یا میله ورودی مورد نظر است که به صورت مقداری بدون بعد بیان می شود.

حداقل نیروی اعمالی ( $P_{min}$) با استفاده از معادله الف-۲ محاسبه شود:

که در آن:

$P_{min}$ حداقل نیروی اعمالی، برحسب نیوتن (N)؛
$P_{calc}$ حداقل نیروی آزمون، برحسب نیوتن (N) و
$W^*$ نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (و در صورت کاربرد، لبه اعمال فشردگی)، برحسب نیوتن (N) است.

در صورتی که قبل از رسیدن به حداقل نیرو ( $P_{min}$) شکست رخ دهد یا نیروی اعمالی تا رخ دادن شکست افزایش یابد، استحکام خردشوندگی ( $q_{cr}$) با استفاده از معادله الف-۳ محاسبه می شود:

که در آن:

$q_{cr}$ استحکام خردشوندگی، برحسب نیوتن بر میلی متر (N/mm)؛
$P_{cr}$ نیروی اعمالی توسط دستگاه اعمال نیرو در شکست، برحسب نیوتن (N)؛
$W^*$ نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (و در صورت کاربرد، لبه اعمال فشردگی)، برحسب نیوتن (N) است و
$l_p$ طول آزمونه، برحسب میلی متر (mm) است.

اگر استحکام کششی خمشی حلقه ( $\sigma_{rb}$) برای PRC به منظور اهداف محاسباتی لازم باشد، مقدار آن با استفاده از یکی از معادلات زیر تعیین می شود:

یادآوری – اگر شکست رخ دهد، تنش کششی خمشی حلقه محاسبه شده از معادله الف-۴، استحکام کششی خمشی حلقه ( $\sigma_{rb}$) نامیده می شود. اگر شکست رخ ندهد، مقدار محاسبه شده از معادله الف-۴، تنش کششی خمشی حلقه ( $\sigma_{rb}$) نامیده می شود.

که در آن:

$\sigma_{rb}$ تنش یا استحکام کششی خمشی حلقه، برحسب پاسکال (Pa)؛
$d_i$ قطر داخلی آزمونه، برحسب میلی متر (mm)؛
$e$ ضخامت دیواره آزمونه، برحسب میلی متر (mm)؛
$l_p$ طول آزمونه، برحسب میلی متر (mm) و
$P_{eff}$ نیروی مؤثر آزمون وارد بر آزمونه، برحسب نیوتن (N) است که از معادله الف-۵ محاسبه می شود:

که در آن:

$W_p$ نیروی ناشی از وزن خود آزمونه، برحسب نیوتن (N)؛
$P$ نیروی اعمالی، برحسب نیوتن (N) و
$W^*$ نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (و در صورت کاربرد، لبه اعمال فشردگی)، برحسب نیوتن (N) است.

گزارش آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:

الف) ارجاع به این استاندارد ملی و این پیوست؛
ب) مشخصات کامل اتاقک اصلی یا میله ورودی مورد آزمون؛
پ) تعداد آزمونه ها؛
ت) ابعاد هر آزمونه؛
ث) گزارش شکست یا عدم شکست برای هر آزمونه؛
ج) برای هر آزمونه تحت آزمون استحکام خردشوندگی، نیروی واقعی ( $P$) و حداقل نیرو برای انطباق ( $P_{min}$)؛
چ) نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی ( $W^*$)؛
ح) مقدار محاسبه شده حداقل نیروی خردشوندگی ( $q_{cr,min}$) یا استحکام خردشوندگی واقعی ( $q_{cr}$) برحسب کاربرد، برای هر آزمونه؛
خ) در صورت کاربرد، نیروی ناشی از وزن آزمونه ( $W_p$) برای هر آزمونه؛
د) در صورت کاربرد، مقدار محاسبه شده $\sigma_{rb}$ برای هر آزمونه؛
ذ) جزئیات دستگاه؛
ر) دما حین آزمون؛
ز) توصیف آزمونه پس از انجام آزمون؛
ژ) هر عاملی که می تواند بر نتایج تأثیر گذارد، از قبیل هرگونه رویداد یا جزئیات عملیاتی که در این استاندارد به آن اشاره نشده است؛
س) تاریخ آزمون، نام آزمون گر و مکان انجام آزمون.