FR2911886A1 - Shock absorbing structure for motorcycle race-course, has insert constituted of cylindrical tube made of metallic material with deformation capacity, where tube has diameter ranging between specific percentages of diameter of housing - Google Patents

Abstract

The structure (1) has vertical stacks (3) of tires co-axially arranged with respect to each other. The tires of each stack delimit a cylindrical central housing (5), and the stack is covered with a plastic film (4). An insert (6) is arranged in the housing for reinforcing energy dissipation capacity of the tires and for improving relative maintenance between the tires of the stack. The insert is constituted of a cylindrical tube made of metallic material with plastic deformation capacity. The tube has a diameter ranging between 90-100 percentages of diameter of the housing.

Description

La présente invention concerne un perfectionnement aux structuresThe present invention relates to an improvement to structures

amortisseurs de chocs constituées d'une pluralité d'empilements verticaux de pneus équipés chacun d'un insert de dissipation énergétique, en particulier pour équiper les bordures des circuits de compétitions automobiles.  shock absorbers consisting of a plurality of vertical stacks of tires each equipped with an energy dissipation insert, in particular for equipping the edges of automobile racing circuits.

Les bordures de la plupart des circuits de compétitions automobiles sont équipées de barrières de sécurité (murets, rails de sécurité, etc.) qui sont protégées par des structures amortisseurs de chocs, très généralement constituées d'une pluralité d'empilements de pneus, juxtaposés les uns par rapport aux autres ; les pneus d'un empilement sont agencés c:oaxialement les uns par rapport aux autres selon un axe vertical ou sensiblement vertical. Pour renforcer l'aptitude de ces empilements de pneus à absorber l'énergie cinétique des véhicules susceptibles de venir les percuter, il est fréquent de rapporter, sur la hauteur de leur logement central, un insert tubulaire en matériau thermoplastique (très souvent en polyéthylène), afin d'en augmenter la raideur et donc le pouvoir d'arrêt. Ces inserts tubulaires en matière plastique assurent aussi le maintien vertical des empilements de pneus et ils contribuent à maintenir l'intégrité de la structure amortisseur lors d'un choc. Cependant, ces structures actuelles ne sont pas entièrement satisfaisantes.  The borders of most automobile racing circuits are equipped with safety barriers (walls, safety rails, etc.) which are protected by shock-absorbing structures, generally consisting of a plurality of tire stacks, juxtaposed one to another ; the tires of a stack are arranged c: oaxially with respect to each other along a vertical or substantially vertical axis. To enhance the ability of these tire stacks to absorb the kinetic energy of vehicles likely to hit them, it is common to report, on the height of their central housing, a tubular insert of thermoplastic material (very often polyethylene) , in order to increase the stiffness and therefore the stopping power. These tubular plastic inserts also ensure the vertical maintenance of the tire stacks and they help maintain the integrity of the damping structure during an impact. However, these current structures are not entirely satisfactory.

E:n effet, dans la pratique, lorsque des véhicules percutent les empilements de pneus, ils subissent un phénomène de rebond relativement important lié en partie à la nature élastique des inserts. Le véhicule est alors susceptible d'être renvoyé sur le circuit, créant des risques non négligeables de collision avec d'autres véhicules en mouvement.  E: n effect, in practice, when vehicles hit the tire stacks, they undergo a relatively important rebound phenomenon partly linked to the elastic nature of the inserts. The vehicle is then likely to be returned to the circuit, creating significant risks of collision with other moving vehicles.

En outre, la faculté de dissipation énergétique de ces empilements n'est pas optimale, l'énergie restituée étant non négligeable. Alors que certains préjugés pouvaient faire penser qu'il convenait d'éviter l'utilisation de matériaux métalliques pour assurer la protection des véhicules sur le côté des circuits, la demanderesse a mis en évidence qu'un insert constitué d'au moins un tube cylindrique réalisé en matériau métallique à capacité de déformation plastique, dont le diamètre extérieur est compris entre 90 % et 100 % du diamètre du logement central délimité par l'intérieur des pneus empilés, permet de réduire de manière sensible le phénomène de rebond suite à un choc, cela par rapport aux structures amortisseurs actuelles avec inserts en matériau thermoplastique, et qu'une telle structure assure une dissipation énergétique importante, aussi bien sous sollicitation quasi-statique que dynamique. Ce nouveau système améliore significativement les performances obtenues au moyen des inserts en polyéthylène employés à ce jour. Ces inserts métalliques ont en outre l'avantage de présenter un comportement mécanique constant alors que les inserts plastiques actuels sont en particulier sensibles aux variations de la température environnante. D'autres particularités techniques de l'invention, indépendantes ou prises en combinaison les unes avec les autres, sont listées ci-dessous, à savoir : - l'insert tubulaire a un diamètre extérieur maximum de 325 mm et une longueur de 1000mm 10mm; -l'insert tubulaire présente une conformation adaptée pour subir une déformation radiale d'au moins 80 % et pour délivrer une énergie de l'ordre de 4000 J, sans rupture, sous l'action d'une force radiale quasi-statique maximale de 35kN ; - l'insert tubulaire est réalisé en tôle d'acier inoxydable, dont l'épaisseur est comprise entre 2 mm et 3,5 mm, avantageusement à partir d'un alliage de type Z2CN1810 ; de manière alternative, il peut être réalisé en tôle d'alliage d'aluminium dont l'épaisseur est comprise entre 3 mm et 5 mm, avantageusement en alliage de type 5754H111 ; - l'insert tubulaire est obtenu par extrusion d'un matériau adapté ; il peut également avantageusement être obtenu à partir d'une tôle plane de matière, par une étape de roulage suivie d'une étape de soudure continue des bordures longitudinales en regard de ladite tôle roulée. Dans le cadre d'une telle structure amortisseur de chocs, certains au moins des pneus d'un empilement, et le cas échéant certains au moins des pneus de deux empilements juxtaposés, sont reliés entre eux par des moyens de liaison métalliques, par exemple de type boulonnage ou sanglage. En outre, la face frontale d'impact, en regard du circuit, de cette pluralité d'empilements est avantageusement recouverte d'un film en matière plastique. L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante et les figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue générale en perspective, et schématique, d'une structure amortisseur de chocs conforme à l'invention, placée ici pour empêcher l'impact direct d'un véhicule contre une barrière rigide ; - la figure 2 est une vue générale en perspective, et schématique, de l'un des empilements verticaux de pneus de la structure amortisseur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique et de dessus, de l'empilement de pneus de la figure 2 ; - les figures 4 et 5 représentent les courbes d'effort (exprimé en kN) en fonction de la déformation radiale (Ad/Do) d'un insert métallique, fabriqué respectivement en acier inoxydable et en alliage d'aluminium, cela pour trois cycles consécutifs de charge/décharge en situation quasi-statique ; - les figures 6 et 7 représentent les courbes d'énergie (en J) en fonction de la déformation radiale (Ad/Do) d'un insert métallique, fabriqué respectivement en acier inoxydable et en alliage aluminium, lors de trois cycles consécutifs en charge/décharge en situation quasi-statique ; - les figures 8 et 9 illustrent, sous la forme de courbes, le déplacement d'une masse tombante (mm) en fonction du temps (ms), respectivement pour des inserts tubulaires en acier inoxydable et en alliage d'aluminium. Tel que représenté sur la figure 1, la structure amortisseur de chocs 1 protège la face avant, côté circuit, d'une barrière de sécurité 2, par exemple de type rail ou muret de sécurité. Cette structure amortisseur 1 se compose d'une pluralité d'empilements verticaux 3 de pneus 3', disposés les uns en face des autres. La face frontale d'impact de ces empilements verticaux 3, en regard du circuit, est recouverte d'un film en matière plastique 4, pour éviter l'encastrement des véhicules. Comme détaillé sur les figures 2 et 3, chaque empilement vertical 3 comprend généralement une superposition de quatre à six pneus 3' en matériau à base de caoutchouc (en l'occurrence cinq), agencés coaxialement les uns par rapport aux autres selon un axe vertical ou sensiblement vertical.  In addition, the energy dissipation ability of these stacks is not optimal, the energy restored is not negligible. While some prejudices might suggest that the use of metallic materials to protect vehicles on the circuit side should be avoided, the Applicant has pointed out that an insert consisting of at least one cylindrical tube made of metal material with a plastic deformation capacity, the outer diameter of which is between 90% and 100% of the diameter of the central housing delimited by the interior of the stacked tires, makes it possible to significantly reduce the rebound phenomenon following an impact , this compared to the current damping structures with inserts of thermoplastic material, and that such a structure provides a significant energy dissipation, both under quasi-static and dynamic stress. This new system significantly improves the performance achieved using the polyethylene inserts used to date. These metal inserts also have the advantage of having a constant mechanical behavior whereas the current plastic inserts are particularly sensitive to variations in the surrounding temperature. Other technical features of the invention, independent or taken in combination with each other, are listed below, namely: the tubular insert has a maximum outer diameter of 325 mm and a length of 1000 mm 10 mm; the tubular insert has a conformation adapted to undergo a radial deformation of at least 80% and to deliver an energy of the order of 4000 J, without breaking, under the action of a maximum quasi-static radial force of 35kN; the tubular insert is made of stainless steel sheet, the thickness of which is between 2 mm and 3.5 mm, advantageously from an alloy of Z2CN1810 type; alternatively, it may be made of aluminum alloy sheet whose thickness is between 3 mm and 5 mm, preferably alloy type 5754H111; the tubular insert is obtained by extrusion of a suitable material; it can also advantageously be obtained from a flat sheet of material, by a rolling step followed by a continuous welding step of the longitudinal edges facing said rolled sheet. In the context of such a shock-absorbing structure, at least some of the tires of a stack, and where appropriate at least some tires of two juxtaposed stacks, are interconnected by metal connecting means, for example type bolting or strapping. In addition, the front impact face facing the circuit of this plurality of stacks is advantageously covered with a plastic film. The invention will be further illustrated, without being limited in any way, by the following description and the appended figures, in which: FIG. 1 is a general perspective view, schematically, of a shock-absorbing structure according to the invention; , placed here to prevent the direct impact of a vehicle against a rigid barrier; FIG. 2 is a general perspective view, schematically, of one of the vertical tire stacks of the damping structure of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic view from above of the stack of tires of FIG. 2; FIGS. 4 and 5 represent the stress curves (expressed in kN) as a function of the radial deformation (Ad / Do) of a metal insert, made respectively of stainless steel and aluminum alloy, for three cycles consecutive charge / discharge in a quasi-static situation; FIGS. 6 and 7 represent the energy curves (in J) as a function of the radial deformation (Ad / Do) of a metal insert, made respectively of stainless steel and aluminum alloy, during three consecutive cycles under load / discharge in a quasi-static situation; - Figures 8 and 9 illustrate, in the form of curves, the displacement of a falling mass (mm) as a function of time (ms), respectively for tubular inserts made of stainless steel and aluminum alloy. As represented in FIG. 1, the shock-absorbing structure 1 protects the front face, on the circuit side, of a safety barrier 2, for example of the rail or safety wall type. This damping structure 1 consists of a plurality of vertical stacks 3 of tires 3 'arranged opposite each other. The front face of impact of these vertical stacks 3, facing the circuit, is covered with a plastic film 4, to avoid the embedding of vehicles. As detailed in Figures 2 and 3, each vertical stack 3 generally comprises a superposition of four to six tires 3 'of rubber-based material (in this case five), arranged coaxially with each other along a vertical axis or substantially vertical.

Les pneus 3' d'un empilement 3 délimitent ensemble un logement central 5, de forme générale cylindrique. Un insert tubulaire cylindrique 6, réalisé en matériau métallique à capacité de déformation plastique (acier ou aluminium par exemple), est rapporté au sein de ce logement central 5.  The tires 3 'of a stack 3 delimit together a central housing 5, of generally cylindrical shape. A cylindrical tubular insert 6, made of metal material with plastic deformation capacity (steel or aluminum for example), is attached within this central housing 5.

Cet insert tubulaire 6 a pour fonction, d'une part, de renforcer la capacité de dissipation énergétique des pneus 3', et d'autre part, d'améliorer le maintien relatif entre les pneus 3' de l'empilement 3. Pour obtenir une dissipation énergétique optimale et efficace, l'insert 6 est structuré pour être capable de subir une déformation radiale d'au moins 80% et pour clélivrer une énergie de l'ordre de 4000J, sans rupture, sous l'action d'une force radiale quasi-statique maximale de 35kN. Ces propriétés sont obtenues par un choix adapté du matériau métallique constitutif de l'insert, et de l'épaisseur e de sa paroi.  This tubular insert 6 serves, on the one hand, to strengthen the energy dissipation capacity of the tires 3 ', and on the other hand, to improve the relative maintenance between the tires 3' of the stack 3. To obtain an optimal and effective energy dissipation, the insert 6 is structured to be able to undergo a radial deformation of at least 80% and to cleave an energy of the order of 4000J, without breaking, under the action of a force quasi-static radial maximum of 35kN. These properties are obtained by a suitable choice of the metallic material constituting the insert, and the thickness e of its wall.

Les pneus 3' des empilements 3 délimitent ensemble un logement vertical 5 d'une hauteur de l'ordre de 1000 mm, avec un diamètre D pouvant être compris entre 325 mm et 360 mm. Pour remplir convenablement son rôle, l'insert tubulaire 6 a un diamètre extérieur d compris entre 90 et 100 % du diamètre interne D du logement central 5 (par exemple 321 mm pour un logement 5 ayant un diamètre de 325 mm) ; sa longueur L correspond sensiblement à la hauteur dudit logement 5 (en particulier cette longueur L peut être de 1000 mm 10 mm). Cet insert 6 est réalisé dans un matériau métallique d'une épaisseur e adaptée à sa nature, comprise de manière générale entre 2 et 5 mm. En particulier, et plus précisément : - pour une tôle d'acier inoxydable, avantageusement de type Z2CN1810, l'épaisseur e est de préférence comprise entre 2 et 3,5 mm, et - pour une tôle d'alliage aluminium, avantageusement de type 5754H111, l'épaisseur e est de préférence comprise entre 3 et 5 mm.  The tires 3 'of the stacks 3 delimit together a vertical housing 5 with a height of the order of 1000 mm, with a diameter D which can be between 325 mm and 360 mm. To fulfill its role properly, the tubular insert 6 has an outside diameter of between 90 and 100% of the internal diameter D of the central housing 5 (for example 321 mm for a housing 5 having a diameter of 325 mm); its length L substantially corresponds to the height of said housing 5 (in particular this length L may be 1000 mm 10 mm). This insert 6 is made of a metal material of a thickness e adapted to its nature, generally between 2 and 5 mm. In particular, and more specifically: for a stainless steel sheet, advantageously of Z2CN1810 type, the thickness e is preferably between 2 and 3.5 mm, and for an aluminum alloy sheet, advantageously of the type 5754H111, the thickness e is preferably between 3 and 5 mm.

Encore pour optimiser la cohésion de la structure amortisseur 1, les pneus 3' de chaque empilement 3, ainsi que les pneus 3' de deux empilements 3 juxtaposés, sont avantageusement reliés entre eux par des moyens de liaison métalliques classiques, par exemple de type boulonnage ou sanglage. Des essais ont été menés, en situation quasi-statique et dynamique, pour montrer l'intérêt de l'utilisation de tels inserts métalliques à capacité de déformation plastique. La méthodologie et les résultats obtenus lors de ces différents essais sont détaillés ci-dessous. Le tableau ci-après présente la nature et les caractéristiques dimensionnelles des prototypes d'inserts fabriqués pour ces essais : Matériau Diamètre extérieur Epaisseur (mm) Longueur (mm) insert (mm) Acier inoxydable 321 2,5 1000 type 304 (Z2CN1810) Alliage aluminium 321 3 1000 5754H111 (AG3) Ces inserts métalliques sont obtenus à partir d'une tôle roulée, puis soudée en continu. Des essais ont également été menés sur des inserts tubulaires en polyéthylène, préconisés par la FIA. Les résultats obtenus sont récapitulés par la suite.  In order to optimize the cohesion of the damping structure 1, the tires 3 'of each stack 3, and the tires 3' of two stackings 3 juxtaposed, are advantageously interconnected by conventional metallic connecting means, for example of the bolting type. or webbing. Tests have been conducted, in a quasi-static and dynamic situation, to show the interest of the use of such metal inserts with plastic deformation capacity. The methodology and results obtained during these different tests are detailed below. The following table presents the nature and the dimensional characteristics of the prototypes of inserts manufactured for these tests: Material Outside diameter Thickness (mm) Length (mm) insert (mm) Stainless steel 321 2,5 1000 type 304 (Z2CN1810) Alloy aluminum 321 3 1000 5754H111 (AG3) These metal inserts are obtained from a rolled sheet, then welded continuously. Tests have also been conducted on polyethylene tubular inserts, recommended by the FIA. The results obtained are summarized later.

1.- Essai en situation quasi-statique Cette procédure a pour but de comparer la capacité de dissipation énergétique d'un insert pour différents niveaux d'écrasement. 1.1 - Méthodologie Les essais sont réalisés sur une machine de traction - compression INSTRON 5584 (réf. Ecole Centrale de Nantes : BSN F1-7). Les inserts sont placés sur un socle ; puis ils sont sollicités radialement en leur milieu, à mi-longueur, par une plaque indéformable de section carrée (surface 250 x 250 mm2) se déplaçant à une vitesse de 2 mm/s. Les essais sont réalisés en trois temps, suivant trois cycles de charge et décharge à la même vitesse, cela pour des niveaux de déformation radiale de 20%, de 50% puis de 80 %.  1.- Quasi-static test This procedure aims to compare the energy dissipation capacity of an insert for different levels of crushing. 1.1 - Methodology The tests are carried out on an INSTRON 5584 traction - compression machine (ref Ecole Centrale de Nantes: BSN F1-7). The inserts are placed on a base; then they are stressed radially in the middle, mid-length, by a dimensionally square plate of square section (surface 250 x 250 mm2) moving at a speed of 2 mm / s. The tests are carried out in three stages, following three cycles of charging and discharging at the same speed, for radial deformation levels of 20%, 50% and then 80%.

Les signaux force et déplacement sont enregistrés à la fréquence de 5 Hz.  The force and displacement signals are recorded at the frequency of 5 Hz.

1.2 - Résultats expérimentaux Les figures 4 et 5 représentent les courbes d'effort exprimé en kN en fonction de la déformation radiale (Ad/Do, avec Ad correspondant à l'enfoncement radial et Do correspondant au diamètre extérieur initial de l'insert) en charge/décharge de l'insert en acier inoxydable (figure 4) et de l'insert en alliage d'aluminium (figure 5), pour les trois cycles consécutifs de charge/décharge. Les figures 6 et 7 représentent les courbes d'énergie en J en fonction de la déformation radiale (Ad/Do) en charge/décharge, respectivement de l'insert en acier inoxydable (figure 6) et de l'insert en alliage aluminium (figure 7), pour les trois cycles consécutifs de charge/décharge. On note que, à part leur déformation plastique, les inserts ne présentent pas après essais de zone de rupture ou de déchirure.  1.2 - Experimental Results FIGS. 4 and 5 represent the force curves expressed in kN as a function of the radial deformation (Ad / Do, with Ad corresponding to the radial depression and Do corresponding to the initial outside diameter of the insert) in charging / discharging the stainless steel insert (Figure 4) and the aluminum alloy insert (Figure 5), for the three consecutive cycles of charging / discharging. FIGS. 6 and 7 show the energy curves in J as a function of the radial deformation (Ad / Do) in charge / discharge, respectively of the stainless steel insert (FIG. 6) and the aluminum alloy insert (FIG. Figure 7), for the three consecutive cycles of charging / discharging. Note that, apart from their plastic deformation, the inserts do not exhibit after breaking zone or tear tests.

Les courbes précitées permettent de mesurer l'énergie fournie Ef et l'énergie restituée Er, correspondant respectivement à l'aire sous courbe en charge et en décharge. L'énergie dissipée Ed est définie comme étant l'énergie fournie Ef à laquelle est soustraite l'énergie restituée Er. 1. 3 - Interprétation Pour les trois cycles consécutifs appliqués sur les deux inserts, en fonction du pourcentage de déformation radial, l'expression du ratio énergie dissipée Ed/énergie fournie Ef donne les valeurs suivantes : Déformation radiale Ratio Ed/Ef Ratio Ed/Ef Ratio Ed/Ef Ad/Do insert acier insert alliage inserts inoxydable aluminium polyéthylène 20% 57% 52% 48% 50% 85% 81 % 65% 80 % 91 % 92 % 80 % _ Ainsi, en comparaison avec le ratio Ed/Ef observé pour les inserts tubulaires en polyéthylène préconisés par la FIA (colonne de droite dans le tableau), les inserts métalliques donnent des résultats significativement meilleurs, en particulier : - 85 % et 81 % pour les inserts métalliques, contre 65 % dans le cas de l'insert en polyéthylène, pour une déformation radiale de 50 % et - 91 % et 92 % pour les inserts métalliques, contre 80 % dans le cas d'un tube de polyéthylène, pour une déformation radiale de 80%. Par ailleurs, comme on peut le voir sur les figures 6 et 7, les énergies nécessaires à la déformation des deux inserts de l'étude (acier inoxydable et alliage d'aluminium), en situation quasi-statique, sont respectivement de 3464J et 2507J pour une déformation radiale de 80%. Un simple ajustement de l'épaisseur etiou de la nature du matériau constitutif de l'insert métallique sont suffisants pour atteindre les niveaux d'énergies recherchés.30 2.- Essai en situation dynamique La finalité de cet essai est de quantifier, sur des inserts métalliques, la proportion du rebond de la masse tombante par rapport à l'action d'écrasement. 2.1 - Méthodologie Les essais dynamiques ont été réalisés au sein d'un puits de chute. Ce puits de chute est équipé d'une masse tombante de 300 kg, à laquelle a été ajouté un percuteur de 20 kg de base carrée de 250 x 250 mm2. La masse tombante est donc de 320 kg.  The aforementioned curves make it possible to measure the energy supplied Ef and the energy Er, respectively, corresponding to the area under curve in charge and in discharge. The dissipated energy Ed is defined as the supplied energy Ef from which the restored energy Er is subtracted. 1. 3 - Interpretation For the three consecutive cycles applied to the two inserts, as a function of the percentage of radial deformation, the expression of the energy dissipated ratio Ed / energy supplied Ef gives the following values: Radial deformation Ratio Ed / Ef Ratio Ed / Ef Ratio Ed / Ef Ad / Do insert steel insert alloy inserts stainless aluminum polyethylene 20% 57% 52% 48% 50% 85% 81% 65% 80% 91% 92% 80% _ Thus, in comparison with the ratio Ed / Ef observed for the polyethylene tubular inserts recommended by the FIA (right column in the table), the metal inserts give significantly better results, in particular: - 85% and 81% for the metal inserts, against 65% in the case the polyethylene insert, for a radial deformation of 50% and -91% and 92% for the metal inserts, against 80% in the case of a polyethylene tube, for a radial deformation of 80%. Moreover, as can be seen in FIGS. 6 and 7, the energies required for the deformation of the two inserts of the study (stainless steel and aluminum alloy), in a quasi-static situation, are respectively 3464J and 2507J for a radial deformation of 80%. A simple adjustment of the thickness and / or the nature of the material constituting the metal insert is sufficient to reach the desired energy levels. 30 2.- Testing in dynamic situation The purpose of this test is to quantify, on inserts metal, the proportion of rebound of the falling mass with respect to the crushing action. 2.1 - Methodology The dynamic tests were carried out within a drop well. This drop well is equipped with a drop weight of 300 kg, to which was added a striker 20 kg square base of 250 x 250 mm2. The falling weight is 320 kg.

L'insert est placé sur l'embase du dispositif expérimental. La longueur du contact est de 1 m (longueur totale du tube), alors que le contact avec la masse tombante n'est assuré que par la plaque carrée de 250 mm de côté. Une caméra vidéo rapide filmant à 2000 images par seconde enregistre la séquence d'écrasement du tube suivant un axe parallèle à l'axe principal du tube.  The insert is placed on the base of the experimental device. The length of the contact is 1 m (total length of the tube), while the contact with the falling mass is ensured only by the square plate of 250 mm side. A fast video camera filming at 2000 frames per second records the sequence of crushing the tube along an axis parallel to the main axis of the tube.

Ces enregistrements permettent ensuite de déterminer le déplacement de la masse tombante. La hauteur de chute de la masse tombante est estimée à partir des essais quasi-statiques, à savoir : - pour l'insert en acier inoxydable : 1276 mm, - pour l'insert en alliage d'aluminium : 800 mm.  These records then make it possible to determine the displacement of the falling mass. The falling height of the falling mass is estimated from quasi-static tests, namely: - for the stainless steel insert: 1276 mm, - for the aluminum alloy insert: 800 mm.

2.2 - Résultats expérimentaux Les images vidéo issues de l'enregistrement de la caméra rapide permettent de déterminer le déplacement de la masse tombante en fonction du temps, c'est-à- dire le déplacement en mm de la masse tombante en fonction du temps exprimé en ms. Ces résultats sont représentés sur les figures 8 et 9, respectivement pour les inserts tubulaires en acier inoxydable et en alliage d'aluminium. Comme en quasi-statique, hormis leur déformation plastique, les inserts ne présentent pas, après essai, de zone de rupture ou de déchirure.  2.2 - Experimental results The video images from the recording of the fast camera make it possible to determine the displacement of the falling mass as a function of time, that is to say the displacement in mm of the falling mass as a function of the time expressed. in ms. These results are shown in Figures 8 and 9, respectively for tubular inserts made of stainless steel and aluminum alloy. As quasi-static, apart from their plastic deformation, the inserts do not have, after testing, rupture or tear zone.

2.3 - Interprétation Pour les deux essais, on distingue clairement une série de rebonds progressivement amortis.  2.3 - Interpretation For both tests, there is clearly a series of rebounds gradually amortized.

En faisant l'hypothèse que les frottements externes sont négligeables (guidage de la masse tombante, frottement de celle-ci dans l'air, frottement du tube au point de contact avec son environnement), cette dissipation énergétique est donc interne à l'insert.  Assuming that the external friction is negligible (guiding of the falling mass, friction of the latter in the air, friction of the tube at the point of contact with its environment), this energy dissipation is therefore internal to the insert .

Les étapes d'amortissement sont les suivantes : - étape 1 - position haute rebond n : la masse est à vitesse nulle, en position haute X, résultant d'un rebond n, - étape 2 - position basse rebond n+1 : la masse est descendue en position X2, sa vitesse est nulle ; - étape 3 - position haute rebond n+1 : la masse est à vitesse nulle en position haute X3, résultant d'un rebond n+1. Le tableau ci-après récapitule la hauteur initiale h de la masse tombante, la position de la masse aux différentes positions X précitées, et le ratio énergie dissipée (Ed)/énergie fournie (Ef) pour le premier rebond observé (l'expression des autres rebonds pour les inserts métalliques n'a pas de signification en terme de dissipation énergétique, car hormis lors du premier impact, l'insert reste élastique sous l'action de la masse). Les énergies dissipée Ed et fournie Ef sont mesurées par des formules mathématiques classiques. En particulier, l'énergie fournie Ef est définie comme étant l'énergie potentielle de la masse tombante, délivrée entre les étapes d'amortissement 1 et 2 précitées ; l'énergie dissipée Ed est définie comme étant l'énergie absorbée dans la phase de rebond, exprimée par l'énergie fournie Ef à laquelle est soustraite l'énergie restituée Er définie comme étant l'énergie potentielle restituée à la masse tombante entre les étapes d'amortissement 2 et 3.  The damping steps are as follows: - step 1 - high rebound position n: the mass is at zero speed, in the high position X, resulting from a rebound n, - step 2 - low rebound position n + 1: the mass has come down to the X2 position, its speed is zero; step 3 - high rebound position n + 1: the mass is at zero speed in the high position X3, resulting from a rebound n + 1. The following table summarizes the initial height h of the falling mass, the position of the mass at the various positions X mentioned above, and the ratio energy dissipated (Ed) / energy supplied (Ef) for the first observed rebound (the expression of the other rebounds for metal inserts has no significance in terms of energy dissipation, because apart from the first impact, the insert remains elastic under the action of the mass). The dissipated energies Ed and supplied Ef are measured by classical mathematical formulas. In particular, the energy supplied Ef is defined as the potential energy of the falling mass, delivered between the damping steps 1 and 2 above; the dissipated energy Ed is defined as the energy absorbed in the rebound phase, expressed by the energy supplied Ef from which the restored energy Er is subtracted as the potential energy restored to the falling mass between the stages depreciation 2 and 3.

Insert h (mm) X, (mm) X2 (mm) X3 (mm) Ed/Ef Acier 1276 0 1547 1449 94 % inoxydable Alliage 800 0 1101 1060 96 % aluminium Comme observé lors des essais quasi-statiques à 80 % d'écrasement, les inserts métalliques dissipent quasiment totalement l'énergie fournie lors du premier rebond (à hauteur de 94 % pour l'acier inoxydable et 96 % pour l'alliage d'aluminium).  Insert h (mm) X, (mm) X2 (mm) X3 (mm) Ed / Ef Steel 1276 0 1547 1449 94% stainless Alloy 800 0 1101 1060 96% aluminum As observed in quasi-static tests at 80% metal inserts dissipate almost completely the energy supplied during the first rebound (94% for stainless steel and 96% for aluminum alloy).

A titre indicatif, un essai dynamique réalisé sur un tube en polyéthylène donne un ratio énergétique de 71 %, pour un écrasement radial de 64 %.  As an indication, a dynamic test carried out on a polyethylene tube gives an energy ratio of 71%, for a radial crushing of 64%.

En regard des essais réalisés par des organismes habilités, sur des barrières de pneus équipées ou non d'inserts en polyéthylène, le phénomène de rebond serait alors atténué par l'utilisation des inserts métalliques. 3 - Conclusion des essais quasi-statiques et dynamiques La capacité de dissipation énergétique d'un insert métallique sous sollicitation quasi-statique (essai 1) et dynamique (essai 2) est nettement supérieure à celle des inserts en polyéthylène actuellement employés. Plus particulièrement, les essais mis en oeuvre démontrent que : - en quasi-statique, le gain en capacité de déformation est très intéressant pour des niveaux d'écrasement moyen des inserts métalliques (de l'ordre de 20% en plus de dissipation pour une déformation de 50 %), et reste non négligeable pour un écrasement plus important (gain de 10% pour 80% de déformation). - en dynamique, la dissipation énergétique est quasi intégrale, avec 95% en moyenne de dissipation énergétique pour un écrasement de l'ordre de 90% des inserts métalliques. Ces différents résultats montrent bien l'intérêt d'utiliser des inserts métalliques en lieu et place des inserts en matière plastique actuels, pour équiper les empilements de pneus placés sur le côté des circuits automobiles (ou motocyclistes).  In comparison with tests carried out by authorized organizations, on tire barriers equipped or not with polyethylene inserts, the rebound phenomenon would then be attenuated by the use of metal inserts. 3 - Conclusion of quasi-static and dynamic tests The energy dissipation capacity of a metal insert under quasi-static (test 1) and dynamic (test 2) is much greater than that of the currently used polyethylene inserts. More particularly, the tests implemented demonstrate that: in quasi-static, the gain in deformation capacity is very interesting for average crush levels of the metal inserts (of the order of 20% in addition to dissipation for a deformation of 50%), and remains significant for a larger crush (10% gain for 80% deformation). - In dynamics, the energy dissipation is almost complete, with 95% average energy dissipation for a crushing of the order of 90% of metal inserts. These various results show the advantage of using metal inserts instead of current plastic inserts, to equip tire stacks placed on the side of motor circuits (or motorcyclists).

Claims (10)

REVENDICATIONS - 1.- Structure amortisseur de chocs, en particulier pour les circuits de compétitions automobiles, comprenant au moins un empilement vertical (3) de pneus (3'), agencés coaxialement les uns par rapport aux autres selon un axe vertical ou sensiblement vertical, lesquels pneus (3') d'un empilement (3) délimitent ensemble un logement central (5) de forme générale cylindrique au sein duquel est rapporté un insert (6) apte, d'une part, à renforcer la capacité de dissipation énergétique dudit empilement de pneus (3), et d'autre part, à améliorer le maintien relatif entre lesdits pneus (3') dudit empilement (3), caractérisée en ce que ledit insert (6) est constitué d'au moins un tube cylindrique réalisé en un matériau métallique à capacité de déformation plastique, le diamètre dudit tube (6) étant compris entre 90 % et 100 % du diamètre du logement central (5) délimité par lesdits pneus empilés (3').  - 1.- Shock absorber structure, in particular for automobile racing circuits, comprising at least one vertical stack (3) of tires (3 '), arranged coaxially with each other along a vertical or substantially vertical axis, which tires (3 ') of a stack (3) together delimit a central housing (5) of cylindrical general shape within which is reported an insert (6) able, on the one hand, to enhance the energy dissipation capacity of said stack of tires (3), and secondly, to improve the relative maintenance between said tires (3 ') of said stack (3), characterized in that said insert (6) consists of at least one cylindrical tube made in a metal material with plastic deformation capacity, the diameter of said tube (6) being between 90% and 100% of the diameter of the central housing (5) defined by said stacked tires (3 '). 2.- Structure amortisseur de chocs selon la revendication 1, caractérisée en 15 ce que l'insert tubulaire (6) a un diamètre extérieur maximum de 325 mm et une longueur de 1000 mm 10 mm.  2. shock absorbing structure according to claim 1, characterized in that the tubular insert (6) has a maximum outer diameter of 325 mm and a length of 1000 mm 10 mm. 3.- Structure amortisseur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'insert tubulaire (6) présente une structure adaptée pour subir une déformation radiale d'au moins 80 % et pour délivrer une énergie de 20 l'ordre de 4000 J, sans rupture, sous l'action d'une force radiale quasi-statique maximale de 35 kN.  3. shock absorbing structure according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the tubular insert (6) has a structure adapted to undergo a radial deformation of at least 80% and to deliver a energy of In the order of 4000 J, without breaking, under the action of a maximum quasi-static radial force of 35 kN. 4.- Structure amortisseur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'insert tubulaire (6) est réalisé en tôle d'acier inoxydable dont l'épaisseur est comprise entre 2 et 3,5 mm. 25  4. Shock absorber structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the tubular insert (6) is made of stainless steel sheet whose thickness is between 2 and 3.5 mm . 25 5.- Structure amortisseur de chocs selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'insert tubulaire (6) est réalisé en tôle d'acier inoxydable de type Z2CN1810.  5.- shock absorbing structure according to claim 4, characterized in that the tubular insert (6) is made of stainless steel sheet Z2CN1810 type. 6.- Structure amortisseur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'insert tubulaire (6) est réalisé en tôle d'alliage d'aluminium dont l'épaisseur est comprise entre 3 et 5 mm. 30  6. Shock absorber structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the tubular insert (6) is made of aluminum alloy sheet whose thickness is between 3 and 5 mm . 30 7.- Structure amortisseur de chocs selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'insert tubulaire (6) est réalisé en tôle d'alliage d'aluminium de type 5754H111.  7.- shock absorbing structure according to claim 6, characterized in that the tubular insert (6) is made of sheet aluminum alloy type 5754H111. 8.- Structure amortisseur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'insert tubulaire (6) est obtenu soit à partir d'une tôle 35 en matériau adapté, par une étape de roulage suivie d'une étape de soudurecontinue des deux bordures longitudinales en regard de ladite tôle roulée, soit par extrusion d'un matériau adapté.  8. Shock absorber structure according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the tubular insert (6) is obtained either from a sheet 35 of suitable material, by a rolling step followed by a step of soudurecontinue two longitudinal edges facing said rolled sheet, or by extrusion of a suitable material. 9.- Structure amortisseur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que certains au moins des pneus (3') d'un empilement (3), et le cas échéant certains au moins des pneus (3') de deux empilements (3) juxtaposés, sont reliés entre eux par des moyens de liaison métalliques, par exemple de type boulonnage.  9. Shock absorber structure according to any one of claims 1 to 8, characterized in that at least some of the tires (3 ') of a stack (3), and where appropriate at least some tires (3). ') of two stackings (3) juxtaposed, are interconnected by metal connecting means, for example bolting type. 10.- Structure amortisseur de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité d'empilements verticaux de pneus (3) munis chacun d'un insert tubulaire (6), la face frontale d'impact, en regard du circuit, de ladite pluralité d'empilements (3) étant recouverte d'un film en matière plastique (4).  10. Shock absorber structure according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a plurality of vertical stacks of tires (3) each provided with a tubular insert (6), the front face impacting, facing the circuit, said plurality of stacks (3) being covered with a plastic film (4).