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Les Struts composites conviennent-ils à l'environnement d'extrication ?

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Super X-Strut Stabilisateur de véhicule à usage intensif 4Si vous envisagez d'utiliser des jambes de force composites pultrudées en polymère renforcé de fibre de verre (PRFV), veuillez prendre en compte les points suivants. Nous voulons être sûrs que vous connaissez non seulement les avantages de ces matériaux, mais aussi les caractéristiques moins souhaitables. Grâce à ces connaissances, vous pourrez prendre une décision éclairée quant au choix du matériau de votre jambe de force. Nous vous encourageons à choisir le matériau le plus sûr et le plus judicieux pour votre application donnée. Il existe plusieurs problèmes d'environnement, de manipulation, de stockage et d'application dont vous devez être pleinement conscient et qui peuvent non seulement augmenter la durée de vie utile de votre jambe de force composite, mais aussi vous fournir des informations critiques sur la sécurité des personnes qui pourraient vous éviter une situation désastreuse. Dans un article de l'Université du Missouri, Antonio Nanni déclare que "l'utilisation de PRF dans une mauvaise application revient à enfoncer une cheville carrée dans un trou rond".

Il y a de fortes chances que votre intérêt pour les jambes de force en composite soit dû à un certain battage publicitaire vantant les mérites des jambes de force en composite comme étant "plus fortes que l'acier", non conductrices, légères, etc. Il y a une part de vérité dans ce qui précède, mais vous devez connaître toute la vérité pour faire un choix éclairé.

Les Struts composites conviennent-ils à l'environnement d'extrication ?

Tiré de : https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a403282.pdf

En ce qui concerne la résistance des composites FRP pultrudés par rapport à l'acier, les ingénieurs en composites ont suggéré que la section transversale du composite devrait être environ trois fois supérieure à celle d'une structure en acier similaire pour égaler la résistance. En d'autres termes, pour égaler la résistance d'un tube d'acier carré de 2" avec une paroi de 1/8" d'épaisseur, vous auriez besoin d'un tube composite carré de 2" avec une paroi d'environ 3/8" d'épaisseur. Unité par unité, l'acier est plus résistant que la plupart des composites pultrudés en PRFV.

Les photos ci-dessus montrent des prototypes de composite FRP (fiberglass reinforced polymer) de Res-Q-Jack. En raison des mauvais résultats des tests, Res-Q-Jack a conclu que ce matériau n'avait pas sa place dans l'environnement de désincarcération.

Les composites FRP pultrudés sont peu performants lorsqu'il s'agit d'une charge d'impact transversale. Ce sont des matériaux que vous ne voulez pas faire tomber sur des objets ou sur lesquels vous voulez faire tomber des objets. Dans un test simple, un poids rond de 6 lb a été lâché depuis la hauteur de la taille sur un morceau carré de 2,5" de tube composite pultrudé FRP avec une paroi de ¼" d'épaisseur. Le matériau a été détruit par l'impact. Le même test effectué sur un tube en acier galvanisé de 2,25" de côté avec une paroi de 1/8" d'épaisseur a produit peu d'effet. Un autre problème dans le monde des composites est celui des joints goupillés. Une grande attention doit être portée au choix des fixations et à la conception des joints en raison de la faible capacité de charge des trous. Les goupilles et donc les trous doivent être d'un grand diamètre pour répartir la charge portante sur une plus grande surface de paroi. L'acier, quant à lui, peut supporter une charge d'appui des fixations beaucoup plus importante. Une goupille de 3/8" de diamètre en double cisaillement pulvérise la paroi latérale d'un tube composite pultrudé FRP carré de 2" avec une paroi de ¼" d'épaisseur à environ 6 000 lbs. Un tube d'acier carré de 2" avec une paroi de 1/8" supportera environ le double de la charge sans endommager les trous.

Si l'environnement de votre application implique l'abrasion, il est préférable d'éviter les composites. Les tubes composites pultrudés en PRFV sont très sensibles à l'usure par abrasion. Le contact glissant entre ce matériau et tout matériau abrasif comme l'asphalte, le béton ou d'autres matériaux endommagera la surface du tube. Les rayures ou les rainures qui se produisent enlèvent le voile protecteur qui contribue à la résistance aux UV et à la protection des fibres. L'usure peut être suffisamment importante pour que la résistance du tube soit remise en question. Une usure que l'on pense être causée par un contact vibratoire entre les supports d'étai et les étai composites pendant le transport a été signalée. L'usure observée consistait en un renfoncement horizontal sur la face d'une paroi de tube. La profondeur de l'évidement était d'environ 1/16". Cela représente 25% de l'épaisseur de la paroi si l'on utilise un matériau de paroi ¼". Des manchons de protection similaires à ceux utilisés avec les bouteilles SCBA composites peuvent être une bonne solution pour l'usure liée au stockage.

Tiré de : http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.165.1163&rep=rep1&type=pdf

L'humidité peut également poser des problèmes aux composites. Les liquides tels que l'eau, l'huile, le carburant et les fluides corporels ne peuvent généralement pas pénétrer dans un matériau composite FRP pultrudé lorsque toutes les surfaces exposées sont scellées et exemptes de dommages. Cependant, les tubes composites utilisés pour les entretoises de stabilisation ont des extrémités exposées coupées, des trous transversaux percés, et s'ils sont utilisés dans un environnement abusif comme la désincarcération, ils ont très probablement des dommages dus à l'abrasion et/ou aux impacts. Ce sont autant de voies permettant à l'humidité provenant d'une source d'eau ou d'une atmosphère humide de pénétrer dans la matrice et d'occuper les vides. L'humidité peut entraîner un gonflement du matériau composite. Dans le cas de sections de tubes télescopiques très rapprochées, cela peut entraîner des problèmes de capacité de télescopage. L'humidité incrustée dans l'entretoise affectera la rigidité diélectrique en réduisant également la capacité d'isolation électrique du matériau. Selon l'alcalinité de l'eau et le type de fibre, l'humidité peut avoir un effet corrosif sur les fibres. L'humidité dans les composites peut être éliminée dans une étuve.

Tiré de : http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.165.1163&rep=rep1&type=pdf

Les composites PRFV peuvent contenir des additifs qui retardent les effets liés aux UV. Cet additif protecteur devrait tenir bon pendant un certain temps, bien que son efficacité diminue avec le temps. Cependant, les dommages de surface enlèvent la couverture protectrice et les rayons UV deviennent un problème. "L'efflorescence des fibres est une forme de dommage causé par les UV.

Tiré de : https://www.wernerco.com/docs/default-source/literature/gm6070-fg-techmanual.pdf?sfvrsn=dda06ff2_2

Les températures élevées peuvent être un problème avec les composites. Nous ne sommes pas aussi préoccupés par la température de l'air que par la température de l'asphalte et les températures proches de la surface où les jambes de force peuvent être mises en place. Les températures élevées peuvent diminuer la résistance des composites. Selon un fabricant de tubes en PRF, une température de 100°F réduira la résistance de 15%, 125°F réduira la résistance de 30%, et 150°F réduira la résistance de 50%. Quelle est la température de surface de la route à Phoenix lorsque la température de l'air est de 120°F ? Une source indique qu'une température de l'air de 86°F en plein soleil peut produire une surface de route de 131°F de degré.

Concernant l'utilisation de composites pultrudés en PRF comme isolant électrique : Oui, les composites FRP sont d'excellents isolants électriques si le matériau est propre, sec et non endommagé. Comme mentionné ci-dessus, l'humidité et la contamination peuvent réduire considérablement les capacités d'isolation du matériau.

Indépendamment des problèmes qui peuvent nuire à la capacité d'isolation, dans une situation de risque électrique, il ne sert pas à grand-chose d'avoir une jambe de force isolée avec un raccord d'extrémité en acier non isolé que le pompier tient pendant qu'il engage le véhicule.

Les propriétés de conductivité électrique ne devraient pas être un problème, non seulement pour les raisons mentionnées ci-dessus, mais aussi pour la simple raison qu'il serait ridicule de stabiliser sciemment un véhicule chargé. Si le secouriste ne sait pas que le véhicule est chargé, il aura des ennuis s'il tient dans ses mains une tête de jambe de force non isolée tout en engageant le véhicule. Le matériau de l'entretoise n'est pas pertinent. Il faut encore considérer le défi que représente la fixation de la base de retenue au véhicule. En fin de compte, la rigidité diélectrique de l'entretoise n'est pas un problème.

Compte tenu de ce qui précède, il n'est pas surprenant que nous ne recommandions pas l'utilisation de jambes de force en composite FRP pultrudé pour le sauvetage de véhicules de tous les jours, car l'environnement est tout simplement trop difficile pour ce matériau. Cependant, ces jambes de force légères peuvent être la solution pour une autre opération de sauvetage spécifique que vous pouvez rencontrer. Il peut être utile de disposer d'un jeu de jambes de force pour les situations où les jambes de force doivent être transportées sur une grande distance pour arriver sur les lieux, par exemple dans une situation de nature sauvage.

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