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Test de fatigue RFT / TBS Test

Publié le 10 mars 2017 par Slackline.fr
-- ENGLISH BELOW --
Partie 1 - Rupture et fatigue - clique là (FRA) Partie 2 - L'usure du matériel - ici (FRA)
Partie 3 - Fatigue des mousquetons - par là (FRA)
Partie 4 - Fatigue façon trickline - de ce côté (FRA / ENG)

Test de fatigue RFT / TBS Test

Mesures en condition réelle en vue de l'élaboration d'un test trickline en laboratoire


I)Rappels


  A) Installation du matériel de trickline


L'aluminium ou zicral est à proscrire en trickline.
A cause de ses limites élastiques, c'est une matière qui ne supporte pas bien les pics de tension répétés (rebonds par exemple).

Les mousquetons sont à proscrire en trickline, même en acier.
Préférez des manilles acier/inox de 12mm minimum. Elles tiennent mieux les pics de tension répétés et le triloading.

Test de fatigue RFT / TBS Test

A droite, exemple de Triloading. Très mal supporté par les mousquetons. Source : http://outdoors.stackexchange.com/questions/1384/what-does-it-mean-to-cross-load-a-carabiner


Les installations en tête d'alouette ne sont pas adaptées à la pratique du trickline.
La sangle est rongée dans la boucle à cause des vibrations répétées (rebonds). Ne convient qu'aux kits débutants.

Test de fatigue RFT / TBS Test

Installation en tête d'alouette pour un kit débutant : Kit Cruise


Faire un backup est primordial   = sécuriser son installation en cas de rupture

Test de fatigue RFT / TBS Test

Exemple de backup sur cliquet. D'autres techniques sur ce lien


   B) Caractéristiques du matériel


La Charge de Rupture (CR) La charge de rupture, est la charge maximale que peut supporter un élément 1 fois avant de rompre. Elle est déterminée par un test de rupture en laboratoire. Mais l'élément peut très bien complètement se déformer et être inutilisable avant d'atteindre cette rupture.     Exemple : la charge de rupture de mon élément #1 est de 100kN (ou 10 tonnes).
La Charge Maximale d'Utilisation (CMU) La charge de travail ou d'utilisation, est la charge maximale à laquelle on peut utiliser un élément sans l'abîmer (déformation, écrasement, etc). Elle est conseillée par le fabricant et est arbitraire.
     Exemple : la charge de travail de mon élément #1 est de 20kN (marge de 5 par rapport à la CR).
La rupture de fatigue
C'est la rupture d'un élément bien en dessous de sa charge de travail (CMU) ou de rupture (CR), causée par un cycle répété de tension qui fait atteindre les limites de l'élément. Très difficile à déterminer à ce jour.
     Exemple : mon élément #1 ayant une charge de rupture à 100kN, peut très bien casser après 100.000 cycles à 10kN si il n'est pas adapté à la pratique.

II) Constat et questionnement sur la pratique du trickline

  

  A) Chiffres connus à ce jour


La tension nominale La tension nominale en trickline est la tension dans la sangle sans personne dessus. Grâce aux différentes mesures effectuées lors de compétitions internationales, notamment à l'OutdoorMix Festival et aux Natural Games, nous savons que la tension nominale en compétition est comprise entre 9kN et 11kN.
Une journée de compétition
Grâce à l'analyse vidéo des compétitions nommées ci-dessus, nous estimons qu'une journée de compétition correspond à environ 10.000 rebonds.

  B) Questionnement

- A quoi ressemble la pratique moyenne d'un trickliner sur une année? - Quelles sont les forces mises en jeu lors de la pratique du Trickline tout au long d'une séance?
- Est-ce que la charge de rupture (CR) indiquée sur l'élément utilisé me permet de pratiquer le trickline en sécurité? - Est ce que l'utilisation de mon élément dans la limite de sa charge maximale d'utilisation (CMU) en permet un usage en sécurité en trickline?
- Comment déterminer la durée de vie de mon matériel dans le cadre d'une pratique du Trickline? Bien spécifique et différente comparée au longline, highline ou shortline.

III) Recherches sur le trickline


  A) Sondage sur le trickline de janvier et octobre 2016


Test de fatigue RFT / TBS Test

Pour connaître les différentes caractéristiques du trickline. Nous avons lancé en janvier puis en octobre 2016, un sondage en ligne ouvert à tous. Nous avons recueilli 264 réponses. En voici les conclusions* :
  • Un trickliner fait en moyenne 66,04 sessions/an
  • Une session représente 1h 23min effective de pratique. C'est à dire le temps passé à s’entraîner, sans le temps d'installation ou de démontage de son matériel. Soit 91h 8min/an.
  • La trickline est en moyenne tendue à 1.37m du sol, sur une longueur de 19.16m
*le détail des réponses se trouvent sur ce lien
Mais ce sondage, ne nous permet pas de connaître ni la fréquence, ni la répartition des rebonds effectués sur une trickline pour estimer un nombre moyen de rebond à l'année.
Notre première estimation était de l'ordre de 1 rebond/seconde. Nous avons voulu affiner cette estimation par des mesures en condition réelle.

  B) Test terrain et mesures en conditions réelles


Maintenant que nous avons une idée du temps de pratique moyen sur une trickline, nous devons connaître le nombre de rebonds infligés au matériel, leur "puissance" et leur répartition sur une session.

Test de fatigue RFT / TBS Test

Le dynamomètre couplé à un ordinateur permet d'enregistrer des séquences de plusieurs minutes

Test de fatigue RFT / TBS Test

Mise en place du dynamomètre sur l'installation côté opposé au mouflage

Nous avons effectué un test avec un dynamomètre relié à un ordinateur qui enregistre en temps réel les tensions générées par la pratique du trickline. Le test a été effectué en intérieur, à Lyon le 03/11/16.
  • La ligne mesurait 25m de long d'ancrage à ancrage avec 21.8m de sangle de banana à banana
  • Tendue à 1m50 au dessus des tapis.
  • La sangle utilisée était en polyester, avec une élasticité de 4,5% sous 10kN et pesait 75g/m
  • La tension s'est faite à l'aide de poulies triple, avec un restant d'un mètre de corde après tension
  • Le profil des 4 slackliners ayant effectué les tests sont :
    • Florent Founau : 1m77 pour 67kg
    • Romain Billard : 1m70 pour 70kg
    • Vivien Vessaire : 1m80 pour 95kg
    • Laurent Chorliet : 1.80m pour 67kg

Le test s'est déroulé par une première phase d'échauffement de 40min. Puis avec une phase de compétition de 2min effective par personne (battle 1 VS 1). Les mesures retenues ont été faites lors de cette phase car nous partons du principe que c'est le cas le plus "extrême" de pratique.

Test de fatigue RFT / TBS Test

Simulation d'une situation de compétition avec chronomètre

Test de fatigue RFT / TBS Test

Le pic de tension à 17,06kN a été enregistré sur un "atomic chestbounce" de Vivien


Lors de la session la plus intense en terme de tension, nous avons mesuré un pic maximum de tension à 17,06kN avec une tension nominale (à vide) de 10,92kN. En croisant ces données avec les mesures du dynamomètre, on obtient le tableau suivant :
Florent VS Vivien :
Test de fatigue RFT / TBS Test

  • 0.86 rebonds par seconde sur la session
  • La moitié des rebonds sont compris entre 14 et 16kN (47.8%).
  • Le tiers des rebonds se situent entre 11 et 14kN (34.1%).
  • La part des rebonds enregistrés dans l'intervalle du pic max n'est que de 2%.

IV) Analyse


D'après les mesures effectuées au dynamomètre sur la session de 4 minutes la plus "explosive" (Florent VS Vivien), il y a eu en moyenne 0,86 rebonds par seconde. D'autres sessions montraient des fréquences jusqu'à 1.2 rebonds/secondes mais avec des tensions de rebonds très faible (peu d'amplitude).
Selon les informations recueillies grâce au sondage et à ce test terrain, nous estimons qu'une année de trickline représente :
  • 1h 23min en moyenne par session
  • 91h 8min en moyenne par an
  • 66,04 session en moyenne par an
  • 0.86 rebonds/seconde
  • Soit 4283 rebonds/session
  • Soit 282138 rebonds par an
Test de fatigue RFT / TBS Test

V) Test de fatigue en laboratoire : le Test de Rupture de Fatigue de Trickline (Test RFT)

  

A) Objectif


Mettre en place un test en laboratoire pour tester le matériel avec des paramètres se rapprochant le plus possible de la pratique réelle du trickline.
Afin d'améliorer la sécurité des pratiquants dans la discipline et de s'assurer que le matériel est adapté à la pratique.

  B) Marge de sécurité


Afin de garder une marge de sécurité quant à ces résultats, nous augmentons les mesures de tension enregistrées de +20%. Le pic maximum de référence est alors de 21,17 kN avec une tension nominale (à vide) de 13,09kN.
Ce qui donne le tableau suivant :
Test de fatigue RFT / TBS Test

  • 0.86 rebonds par seconde sur la session
  • Plus de la moitié des rebonds sont compris entre 15 et 18kN (53.6%).
  • Le tiers des rebonds se situent entre 18 et 20kN (32.2%).
  • La part des rebonds enregistrés dans les deux intervalles max est de 6.8%.

  C) Le Test RFT

Afin d'effectuer ce test de fatigue dans le laboratoire indépendant de l' APAVE, nous sommes obligé de l'adapter aux possibilités de la machine. Il est impossible de programmer 282138 cycles dans l'ordinateur.
Nous divisons donc par mille chaque séquence et arrondissons à la dizaine supérieure pour être sûr de ne pas sous-estimer les valeurs.

Exemple pour la séquence de 14<15kN :

Il y a 19268 rebonds. Divisé par 1000 = 19,268 rebonds. Arrondi à la dizaine supérieure = 20 rebonds.
Exception pour la première et dernière tranche avec 2 rebonds.
On obtient alors 304 cycles entre 13kN (tension nominale) et des pics de tension de 14kN à 22kN :
Test de fatigue RFT / TBS Test

Répété 1000 fois, cette séquence sera l'équivalent d'une année de trickline. Répété 2000 fois, cette séquence sera l'équivalent de deux années de trickline. Et ainsi de suite...
Certains remarqueront que certaines valeurs de pourcentage sont différentes du précédent tableau. Effectivement à cause des limites de programmation de la machine et aux arrondis, il y a des différences mais elles sont absorbées par la sur-cotation du nombre de sauts induits.
Donc dans le cadre de ce texte, si l'élément testé résiste à 304.000 cycles avec la configuration du tableau ci-dessus, alors nous considérons que sa durer de vie est de 1 an. Si il résiste à 608.000 cycles, alors sa durée de vie est de 2 ans. Et ainsi de suite.
Nous concernant, nous allons effectuer les premiers tests RFT sur nos éléments pour en voir le résultat. Mais aussi estimer le coût d'un tel processus en laboratoire.
To be continued...
Si vous souhaitez plus de précisions, n'hésitez pas à nous contacter à info@slack.fr ou au 04.50.45.50.42
Pour tout utilisation de ces données dans une autre publication, merci de nous contacter en amont.
Ces données sont soumises à https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/




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Part 1 - Breaking and stress tests - click here (FRA) Part 2 - Gear intensive stress - click here (FRA)
Part 3 - Carabiner stress tests - click here (FRA)
Part 4 - Trickline stress test - click here (FRA / ENG)


Test de fatigue RFT / TBS Test

Actual mesure issue to create a laboratory stress test for tricklining


I) Reminder
  A) Trickline equipment and set up
Aluminium and zicral have to be banned from trickline Because of the low stretch characteristics, it's not made to bear the tension peaks made by jumps and tricks.
Carabiners have to be banned from trickline Even steel carabiners are not compatible with tricklining. It's better to use minimum
12mm shackles because they better fit with all the tension peaks and triloading.

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Right, Triloading example. Not supported by carabiners. Source : http://outdoors.stackexchange.com/questions/1384/what-does-it-mean-to-cross-load-a-carabiner

Eye loop set up does not fit with trickline The webbing is wear due to the tricks and jumps in the loop. Fit only with beginners kits.

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Eye loop set up only for beginners kits : Kit Cruise


Never forget to make a Backup 
= secure the tension system

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Example of a backup on a ratchet system. Other technics here



  B) Equipment characteristics
Breaking Load Limit (BLL) The Breaking Load Limit is the maximal load supported by an element once before breaking. Determined in laboratory. The element could be completely deformed and unusable before reaching the BLL.     Example : The BLL of the element #1 is 100kN (about  10tons)
Working Load Limit (WLL) The Working Load Limit is the maximal load supported by an element without being damaged (deformation, crushing, etc). Recommended by the supplier, it's arbitrary.     Example : The WLL of the element #1 is 20kN (factor 5 from the BLL)
Stress Breaking The Stress Breaking is under the BLL or WLL. Cause by a repeated cycle of tension which can reach the stretch limits of the element and generates breaking. This is the most difficult to determine.     Example : The element #1 with a BLL of 100kN, could break after 100.000 cycles of 10kN if it's not made for trickline.
II) Questions and report about trickline
  A) What we know today
Nominal tension Tricklining nominal tension is the tension with nobody on the trickline webbing. Thanks to several test during international competition like OutdoorMix Festival or Natural Games, we know that the nominal tension is about 9kN to 11kN.
A competition day Thanks to video analysis, we estimate that a competition day is about 10.000 jumps.

  B) Questioning -What is the average practice of a trickliner in a year? -What are all the charges involved in a trickline session? -WLL and BLL are good indications to a safe practice of trickline? -How to determine life expectancy of trickline equipments? Very specific in comparison with longline, highline or shortline.
III) Tricklining research
A) Trickline Survey from january and october 2016
Test de fatigue RFT / TBS Test

We made a trickline survey a few months ago to know trickline habits better. We received 264 answers. Here are the conclusions* :
  • A trickliner makes about 66.04 sessions/year
  • A session is about 1h 23min, effective time. Meaning that this is the time spent on the trickline. Set up and unset are not counted.
    So an average trickline is stressed 91h 8min/year
  • An average trickline is set at 1.37m high and 19.16m long.
*All details here
But even if these datas are interesting, we don't know neither the jumps frequencies and power, nor how are divided the jumps on a session. Our first estimation was 1 jump/min. We wanted to know better about these informations and we made a real condition test.
B) Real condition test
With the trickline survey, we know the average practice time of a trickliner. But now we have to discover how many jumps and their power during a trickline session.

Test de fatigue RFT / TBS Test

Computer and dynamometer connected to record several tricklining minutes

Test de fatigue RFT / TBS Test

The dynamometer is set on the opposite side of the tensioning system


We made a test with a computer linked to a dynamometer. We made it in Lyon (France), on the 11/03/2016.
  • Set up was 25m long (anchor to anchor), with 21.8m of webbing from banana to banana.
  • 1m50 high over pads
  • Webbing was in polyester, 4.5% strech under 10kN, 75g/m
  • Tensioning system was triple pulley, with one meter rope left
  • Trickliners :
    • Florent Founau : 1m77, 67kg
    • Romain Billard : 1m70, 70kg
    • Vivien Vessaire : 1m80, 95kg
    • Laurent Chorliet : 1.80m, 67kg
First session was a warning up session of 40min. Then a competition time with 2min/trickliner. All the measures were taken during this part because that this is the most "extreme" condition.

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Competition simulation

Test de fatigue RFT / TBS Test

Tension pic was 17.06kN on an "atomic chestbounce" from Vivien

During the most powerful session, we measured a maximum peak of 17,06kN with a nominal tension of 10.92kN.
Florent VS Vivien :
Test de fatigue RFT / TBS Test

  • 0.86 jumps per seconde.
  • About half of the jumps are between 14 and 16kN (47,8%).
  • About a third of the jumps are between 11 and 14kN (34.1%).
  • Only 2% of the jumps are in the maximum load category. 

IV) Analysis

From these measures (Florent VS Vivien), there was 0.86 jumps/sec. Other measures showed that it could go up to 1.2 jumps/sec but with lower tension peaks (low amplitude).
Thanks to the survey and these data, we estimate that a year of trickline looks like :
  • 1h 23min per session
  • 91h 8min per year
  • 66.04 sessions per year
  • 0.86 jumps/sec
  • So 4283 jumps/session
  • So 282138 jumps per year
Test de fatigue RFT / TBS Test

V) Laboratory stress test : Trickline Breaking Stress Test (TBS Test)

A) Objectif

Set up a laboratory test to test the gear as close as real tricklining conditions. To increase safety and be sure that the gear fit with tricklining specifications.

B) Safety margin

To keep safety margin about these results, we increase all the datas of 20%. So the maximum pic registered is 21.17kN with a nominal tension of 13.09kN.
Test de fatigue RFT / TBS Test

  • 0.86 jumps/sec.
  • More than the half of jumps are between 15 and 18kN (53.6%).
  • Third of the jumps are between 18 and 20kN (32.2%).
  • 6.8% of the jumps are in the maximum load category. 

C) TBS Test

In order to make this stress-test by an independant laboratory (APAVE), we have to adapt the numbers to fit with the machine. It's impossible to program 282.138 cycles in the machine.
So, we divide by one thousand each sequence, and rounded up to the nearest ten.

For example, on the 14<15kN sequence :
There are 19.268 jumps. Divided by 1.000 = 19,268. Rounded up = 20.
Except for the first and last sequences with 2 cycles only.
So we have a 304 cycles sequence, between 13kN (nominal tension) and peaks between 14 to 22kN :
Test de fatigue RFT / TBS Test
With 1000 repetitions, this 304 cycles sequence will be 1 year of tricklining.
With 2000 repetitions, this 304 cycles sequence will be 2 years of tricklining. And so on...
Some of you will notice that some percentage values are differents from the first chart. Because of the machine's programation limits rounding, there are some differences but they are absorded by the over-numbers of cycles.

In this conditions, if the tested product resist to 304.000 cycles, we consider 1 year of life-expectancy.
If it resist to 608.000 cycles, its life expectancy is 2 years. So on...
We'll made the first TBS TEST on our products to see what happen. But also to see what is the cost of a such big test in laboratory.
To be continued...
If you want more information, please do not hesitate to contact us at info@slack.fr or 0033 4.50.45.50.42 For any use of this data in another publication, please contact us beforehand. This data is submitted to https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

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