Приложение А (справочное). Принципы, применяемые для определения статических испытательных нагрузок

Приложение А
(справочное)

Принципы, применяемые для определения статических испытательных нагрузок

А.1 Принцип

Эти испытания при статических нагрузках предназначены для определения, выдержит ли кресло-коляска нагрузки, которые будут приложены в процессе использования (см. раздел 8).

Прикладываемые силы рассчитываются, используя массу испытательного манекена. Если не определено иначе теми, кто выполняет испытание, масса испытательного манекена должна быть равна максимальной массе пользователя (6.2).

Примечания

1 Если масса кресла-коляски важна, для простоты предполагают, что кресла-коляски с ручным управлением имеют массу 20 кг. Для кресел-колясок с электроприводом используется фактическая масса из-за большого разнообразия между типами.

2 Для испытаний, где безопасность имеет большую значимость, нагрузки увеличиваются на коэффициент, равный 1,5.

3 Рассчитанные величины прилагаемых нагрузок округляются до подходящих величин.

Используют следующие символы:

g - гравитационная константа, равная 9,807 ;

- масса манекена, кг;

- масса кресла-коляски, кг;

S - коэффициент безопасности, равный 1,5;

F - прикладываемая сила, Н.

А.2 Нагрузка, направленная вниз, прикладываемая к подлокотнику

А.2.1 Принцип

В облегченных испытаниях половина массы пользователя прикладывается к каждому подлокотнику почти вертикально. Однако при боковом перемещении в кресле-коляске нагрузка прикладывается под углом и может превысить половину массы пользователя.

А.2.2 Расчеты

Повреждение подлокотника во время транспортировки опасно и поэтому вводится коэффициент безопасности , рассчитываемый по формуле

.

Для манекена весом 125 кг или более:

,	округляют до 952 Н.

Для манекена весом 75 кг:

,	округляют до 571 Н.

Для манекена весом 50 кг:

,	округляют до 381 Н.

Для манекена весом 25 кг:

,	округляют до 190 Н.

А.3 Нагрузка, направленная вниз, прикладываемая к опоре стопы

А.3.1 Принцип

В креслах-колясках является необычным явлением, когда пользователь способен встать на опору стопы без опрокидывания кресла-коляски, но большие нагрузки (превышающие ), могут иметь место во время припадков. Повреждение обычно не является проблемой безопасности и поэтому коэффициент безопасности не используется. И хотя прикладываемая сила не относится напрямую к массе пользователя, масса используется как нормализующий фактор для силы. Из этого следует, что нагрузка, которая должна прикладываться по всей ширине опоры стопы, является аналогичной нагрузке, которая прикладывается к каждой опоре сдвоенных опор стопы. Пользователи, конечно, должны размещать всю свою массу на одно место, при посадке на скутер.

А.3.2 Расчеты

Для манекена весом 125 кг или более:

, округляют до 1226 Н.

Для манекена весом 100 кг:

, округляют до 981 Н.

Для манекена весом 75 кг:

, округляют до 736 Н.

Для манекена весом 50 кг:

, округляют до 490 Н.

Для манекена весом 25 кг:

, округляют до 245 Н.

Примечание - Для массы манекена более чем 125 кг для расчета силы нужно использовать 125 кг.

А.4 Нагрузка, направленная вниз, прикладываемая к перекидному рычагу

А.4.1 Общие положения

Хотя геометрия кресел-колясок изменяется, пропорции, иллюстрированные на рисунке А.1, представляют нагрузки, прикладываемые в большей части таких устройств.

По рисунку А.1

, округляют до .

Предельная величина в 1000 H прикладывается как эквивалентная силе максимальной массы сопровождающего.

Рисунок А.1 - Нагрузка на рычаги наклона кресла-коляски

А.4.1.1 Для кресел-колясок с ручным приводом

Для манекена весом 100 кг:

= 13(100 + 20) = 1560 Н, используют максимальную величину = 1000 Н

Для манекена весом 50 кг:

= 13(50+ 20) = 910 N

А.4.1.2 Для кресел-колясок с электроприводом

до предела 1000 Н.

А.5 Нагрузка, прикладываемая к рукоятке

А.5.1 Принцип

Уровень удержания рукоятки становится проблемой безопасности, когда кресло-коляска и пользователь поднимаются или спускаются с бордюрного камня. Испытательная нагрузка определяется из предположения, что кресло-коляска и пользователь удерживаются от скатывания вниз с бордюрного камня человеком, держащим одну рукоятку. Предполагается, что масса кресла-коляски и пользователя уравнивается бордюрным камнем, как показано на рисунке А.2.

Примечание - Проблема безопасности усложняется, если кресло поднимается вверх или спускается вниз по лестнице. Так как это не является рекомендуемой практикой, эти испытания сосредотачиваются на габаритах бордюрных камней, что является более общей формой поддержки.

Из направления нагрузок на рисунке А.2 можно показать, что тянущая сила H составляет 52% общей массы кресла-коляски и пользователя.

Рисунок A.2 - Нагрузки кресла-коляски на бордюрном камне

Коэффициент безопасности S, равный 1,5, вводится из-за проблемы безопасности и приспосабливает большие силы, которые могут иметь место при разных размерах колес.

Испытания показали, что человек обычно не способен удерживать рукоятку при усилиях, превышающих 750 Н, поэтому прикладываемая нагрузка была ограничена до этого уровня.

А.5.2 Расчеты

Из рисунка А.2 можно видеть, что

.

А.5.2.1 Для кресел-колясок с ручным приводом

До предела 750 Н.

Для манекена весом 100 кг:

;	используют максимальную величину 750 Н.

Для манекена весом 75 кг:

.

А.5.2.2 Для кресел-колясок с электроприводом

.

Так как большинство кресел-колясок с электроприводом весят более 75 кг в том числе и для детей (масса пользователя 25 кг), поэтому

.

Используют 750 Н для всех кресел-колясок с электроприводом.

А.6 Нагрузка, направленная вверх, прикладываемая к подлокотнику

А.6.1 Принцип

Помощники часто поднимают кресло-коляску за подлокотники, когда оказывают содействие в условиях наличия бордюрного камня, лестницы и т.п. Эксперименты показали, что человек обычно не способен прикладывать усилия больше, чем 1000 Н на подлокотник, и поэтому эта сила была определена как верхний предел. Подлокотники должны или отсоединяться (или разворачиваться) при очень малой нагрузке, демонстрируя, что они не подходят для поднятия кресла-коляски, или выдерживать такую нагрузку, которая необходима, и выражена в этом разделе.

А.6.2 Расчеты

Коэффициент безопасности S, равный 1,5, был введен из-за проблемы безопасности.

А.6.2.1 Кресла-коляски с ручным приводом

Предположение заключается в том, что два человека могут поднять всю массу кресла-коляски и пользователя, используя подлокотники. Сила подъема направлена под углом к внешней стороне.

Максимальное значение должно быть установлено в 1000 Н.

Для манекена весом 100 кг:

,	округляют до 896 Н.

Для манекена весом 75 кг:

,	округляют до 710 Н.

Для манекена весом 50 кг:

,	округляют до 523 Н.

Для манекена весом 25 кг:

,	округляют до 336 Н.

А.6.2.2 Кресла-коляски с электроприводом

Так как большинство кресел-колясок с электроприводом тяжелые, предполагается, что не более одной трети общей массы кресла-коляски и пользователя будет подниматься за подлокотники и что третий человек будет поднимать кресло-коляску, скажем, за опору стопы.

Следовательно,

.

Используют 5 ().

Однако если это предположение приводит к меньшей нагрузке, чем нагрузка для эквивалентного кресла-коляски с ручным приводом, прилагается нагрузка как для кресла-коляски с ручным приводом.

.

Используют 7,5 ().

Какой бы ни была нагрузка больше, прикладываемая сила не должна превышать 1000 Н.

А.7 Нагрузка, направленная вверх, прикладываемая к опоре стопы

А.7.1 Принцип

Помощники часто поднимают кресло-коляску за опору стопы, когда оказывают содействие в преодолении лестницы и т.п. В добавление, опоры стопы могут быть усилены, чтобы выдерживать значительные нагрузки, направленные снизу вверх, когда кресло сдвигается с высокого бордюрного камня при движении назад. Поломка при преодолении лестницы почти определенно приводит к ранению, и поэтому применяется коэффициент безопасности.

Опоры стопы должны или отсоединяться при очень малой нагрузке, демонстрируя, что они не подходят для поднятия кресла-коляски, или выдерживать такую нагрузку, которая необходима и выражена в этом разделе.

А.7.2 Расчет

Предполагается, что каждая опора стопы будет нести одну четверть общей массы кресла-коляски и пользователя.

Следовательно,

,	округляют до = 3,7 ().

Для кресел-колясок с ручным приводом:

до предельного значения 1000 Н.

Для манекена весом 100 кг или более:

.

Для манекена весом 75 кг:

,	округляют до 352 Н.

Для манекена весом 50 кг:

.

Для манекена весом 25 кг:

,	округляют до 166 Н.

Для кресел-колясок с целой (одна опора) опорой стопы предполагается, что нагрузки обеих опор стопы действуют на центр опоры стопы.

Следовательно,

,	округляют до = 7,4 ().

Примечание - Для массы манекена больше 100 кг для расчета силы нужно использовать 100 кг.

А.8 Нагрузка, направленная вверх, прикладываемая к толкающим ручкам

А.8.1 Принцип

Помощники часто поднимают кресло-коляску за толкающие ручки, когда оказывают содействие в условиях лестницы и т.п. Поломка толкающей ручки в условиях лестницы почти определенно приводит к ранению, и поэтому применяется коэффициент безопасности.

Для кресел-колясок с ручным приводом предполагается, что общая масса кресла-коляски и пользователя может быть поднята за толкающие ручки, каждая ручка несет половину нагрузки, а ручки, состоящие из горизонтального стержня, должны нести полную нагрузку, приложенную к центру.

А.8.2 Расчеты

Примечание - Эксперименты показали, что человек обычно не способен прикладывать толкающие усилия, прикладываемые двумя руками снизу вверх, больше 800 Н [1], и поэтому эта сила была определена как верхний предел для каждой отдельной толкающей ручки и в два раза больше, чем этот уровень, если два помощника могут взяться за рукоятку, состоящую из одного поперечного стержня.

А.8.2.1 Для кресел-колясок с ручным приводом

Следовательно, для кресел-колясок с ручным приводом с двумя толкающими ручками

округляют до = 7,35 () вплоть до 880 Н.

Для кресел-колясок с ручным приводом с ручками типа поперечного стержня:

округляют до = 14,7 (), до 1760 Н.

Для испытательного манекена массой 100 кг:

Н, для каждой ручки и = 1764 Н для ручек-перекладин

Для испытательного манекена массой 75 кг:

Н, округляют до 698 Н для каждой ручки и = 1396 Н для ручек-перекладин

Для испытательного манекена массой 50 кг:

Н, округляют до 515 Н для каждой ручки и = 1028 Н для ручек-перекладин.

Для испытательного манекена массой 25 кг:

Н, округляют до 330 Н для каждой ручки и = 660 Н для ручек-перекладин.

А.8.2.2 Для кресел-колясок с электроприводом

Для кресел-колясок с электроприводом исходят из предпосылки, что три человека могут поднять кресло-коляску с пользователем и что треть суммарной массы кресла-коляски с пользователем может быть перенесена с использованием каждой ручки кресла-коляски.

Следовательно,

,

Округляют до = 5 () или 1000 Н или менее 1000 Н.

Для кресел-колясок с электроприводом с ручками-перекладинами:

.

Округляют до = 10() или менее 2000.

Усилия, рассчитанные в А.8.2.2, не должны быть менее, чем усилия для кресел-колясок с ручным приводом для пользователя с одинаковой массой.

А.9 Рукоятки рулевого управления: сопротивляемость силам, направленным вперед

А.9.1 Общие принципы

Во время ускорения максимальная масса пользователя (половина к каждой рукоятке одновременно) может быть приложена к рукояткам рулевого управления с торможением, равным максимальным требованиям (4 ). Не разрешается привязывать пользователя к сиденью.

А.9.2 Расчеты

Повреждение компонента(тов) от сил, приложенных к рукояткам рулевого управления, может быть опасным и поэтому вводится коэффициент безопасности.

Испытания показывают, что человек обычно не способен удерживать рукоятку с силой, превышающей 750 Н, и поэтому прикладываемая нагрузка ограничивается на этом уровне.

равна силе на каждой рукоятке рулевого управления с обеими рукоятками, испытывающими одновременно напряжения с эквивалентной силой.

до максимальной силы, равной 750 Н,

где а - максимальное торможение = 4 .

Таблица А.1 - Силы на рукоятке рулевого управления

Масса испытательного манекена, кг	Сила, Н	Используют, Н
150		450
100		300
75		225
50		150
25		75

А.10 Рукоятки рулевого управления: сопротивляемость силам, направленным назад

См. А.9 со всеми реверсивными силами и ускорениями.

А.11 Рукоятки рулевого управления: сопротивляемость силам, направленным сверху вниз

См. А.2.

А.12 Рукоятки рулевого управления: сопротивляемость силам, направленным снизу вверх

См. А.8.