Décélération maximale sur un tapis de judo

[Bigoudd]

Bonjour,

Je suis actuellement en train de mener une étude sur l'amortissement aux chocs de tapis de judo. Il sont fabriqués à partir de mousse agglomérée, c'est à dire à partir de chutes de mousse neuve broyées et compactées pour créer de nouveaux blocs de mousse.

Pour mon étude, je m'intéresse notamment à la décélération maximale mesurée sur les tapis de judo.

Jusqu'à maintenant, j'ai testé différentes plaques de mousse avec différentes masses volumiques (masse volumique et dureté sont liées pour ces mousses, plus la densité est élevée, et plus la dureté l'est aussi).

j'ai repris les points et les caractéristiques de chutes des normes qui s'appliquent au tapis de judo, c'est à dire :

- diamètre d'impacteur 43 mm, hauteur de chute 20 et 60 cm,
- diamètre d'impacteur 116 mm, hauteur de chute 20 et 60 cm,
- diamètre d'impacteur 78 mm, hauteur de chute 40 cm.

Je m'attendais à ce que plus la mousse soit souple (masse volumique faible), et plus la décélération max soit faible -> choc plus "doux".

Ca, j'ai pu le confirmer avec le diamètre d'impacteur de 116 mm (voir graph)
Mais, pour le diamètre de 43 mm, on dirait que c'est l'inverse : plus la mousse est dure, et moins la décélération est brutale (décélération plus faible)
Et pour le diamètre 78 mm, la courbe forme une parabole ...

Quelqu'un aurait une explication à ces observations ? Par avance merci
PS : pour info, les mesures sont assez sures, un test croisé avec un labo accrédité a été fait sur quelques tapis pour vérifier nos mesures.

décélération 2.PNG décélération 1.PNG

Encore merci pour votre aide !
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[Tifoc]

Bonjour,
Peut-être faudrait il corréler ces valeurs à la profondeur de l'impact ?
Idéalement, il faudrait avoir l'évolution de l'accélération entre le début et la fin de l'impact. Mais ça, ça ne doit pas être facile...
J'imagine qu'une mousse peu dense ralenti peu le projectile au début, et bien plus à la fin. Une mousse "trop" dense induit un effet rebond immédiat.
C'est juste une hypothèse intuitive...

[antek]

Approximativement +1
Il faudrait mesurer l'accélération entre le point de contact avec la mousse et le premier arrêt.

[Bigoudd]

Pour l'enfoncement, il est plus important quand la masse volumique augmente dans 3 cas sur 4 (voir graphiques)

Il me semble que votre hypothèse est pertinente ! Lundi à mon retour au boulot, je regarderai l'allure de deux courbes pour deux couples de caractéristiques différentes, voir si on peut observer ce phénomène.

Après pour info, une mousse de 150 kg/m^3, ce n'est pas non plus très souple, ça reste relativement compact (assez pour un tapis de judo)

Merci et bon week-end.

[A voir en vidéo sur Futura]

[antek]

je comprend pas . . .
Peut-être investiguer l'évacuation de l'air emprisonné dans les cellules . . .

[Bigoudd]

Honnêtement je ne pense pas ... Ca jouerait sûrement pour de la mousse classique, mais pour de la mousse agglo j'en doute, c'est quand même relativement dur.

[Kondelec]

Bonjour

Est il possible d'avoir une description du protocole employé ?

[Bigoudd]

Bonjour,

C'est une masse de 8 kg, équipée d'un accéléromètre relié à un logiciel.
Trois impacteurs peuvent être mis sur cette masse, et différentes hauteurs de chute sont employées :
- diamètre d'impacteur 43 mm, hauteur de chute 20 et 60 cm,
- diamètre d'impacteur 116 mm, hauteur de chute 20 et 60 cm,
- diamètre d'impacteur 78 mm, hauteur de chute 40 cm.

La déclaration est de 1 g lors de la chute libre de l'impacteur, puis elle forme un pic de Dirac au contact du tapis. L'indenteur est récupéré "au vol" apres son premier rebond. Sur le logiciel, on rétrécit la fenêtre sur ce pic, et le logiciel nous donne la déclaration max (accélération négative), l'enfoncement max et le coefficient de restitution.

En espérant que ce soit clair pour vous.

[Kondelec]

Oui c'est très clair

Je n'ai pas d'explication tranchée, il est possible que la mousse n'ai pas un comportement linéaire, c'est à dire que la surface se comporte comme la toile tendue d'un trampoline, et la mousse en dessous comme un amortisseur, et les 2 ne sont pas forcément liés. En fonction de la hauteur de chute un effet devient prépondérant.
Pour le vérifier il faudrait enfoncer doucement un peson et mesurer la force, en fonction de la profondeur, et éventuellement pour différentes surfaces de contact.

Par ailleurs il faut être très prudent lorsqu'on utilise des courbes de tendance sur Excel, il suffit de changer le modèle pour lui faire dire autre chose ; par exemple au vu de la dispersion des points de la 1ere courbe on ne peut pas réellement dire que ça augmente avec la densité de la mousse.

[PREPAEA2024]

Bonsoir à tous,
J'étudie moi aussi l'amortissement des tapis de judo et ai suivi le même protocole(même hauteurs de chute et diamètre d'impacteurs).J'ai utilisé le logiciel DYNOVA qui trace l'accélération en fonction du temps. J'ai ainsi accès à l'accélération pendant la chute, au contact avec le sol et après le rebond (voir image) mais je souhaiterais obtenir la décélération maximale (amortissement en g) et je ne sais pas comment faire. Quelqu'un aurait-il une idée ?
Merci d'avance pour vos réponses.
Bonne soirée.

[gts2]

Bonjour,

D'après le message initial l'accélération max dépasse allègrement ce que vous mesurez (plusieurs dizaines de g vs. 4g) : il faudrait donc changer le calibre de votre accéléromètre.

Un lien : sciencedirect.com

Autre étude possible (qui correspond au début de l'article) : la piste de Kondelec message #9.

[PREPAEA2024]

Bonjour,
Merci beaucoup de m'avoir fait remarqué que l'accéléromètre saturait.
J'ai passé ces derniers jours à refaire mes expériences mais seulement pour les plus petites hauteurs de chutes car l'accéléromètre saturait au dessus de 16g.
A partir des courbes(voir image), je souhaite maintenant retrouver la décélération maximale. Je pense qu'elle se trouve au pic. Est-ce correct ?

[gts2]

Oui ... si l'échantillonnage est suffisant.
C'est cohérent avec d'autres données ?