Britlift : Pourquoi la force dans une élingue coudée est-elle plus grande ?

Pourquoi la force dans une élingue angulaire est-elle plus grande est une question qui m'a été posée à plusieurs reprises. Du coup, et après une trop longue absence suite à une période de fêtes chargée chez Britlift, nous sommes enfin de retour avec un nouvel article. Je suis très reconnaissant pour les retours et les réponses que je reçois concernant ces articles, qui me donnent souvent des idées de nouveaux articles. Aujourd'hui, je vais répondre à une question que j'ai reçue après l'un de mes articles précédents.

Comme toujours, je m'efforcerai d'expliquer les réponses à ces questions en utilisant une terminologie commune et en présentant les explications d'une manière qui, je l'espère, est accessible à tous. Il ne s'agit pas d'un article écrit spécifiquement pour les ingénieurs de conception et, en tant que tel, j'ai délibérément évité le langage technique.

Cette fois, nous examinons une question que j'ai reçue d'une connexion LinkedIn :

Il connaissait les règles empiriques de gréage pour tenir compte des élingues inclinées, mais il recherchait une explication qui ne lui expliquait pas seulement comment, mais aussi pourquoi.

J'ai exprimé sa question sous forme de problème ci-dessous et j'ai inclus un diagramme pour rendre les choses plus claires :

Pour comprendre ce problème, regardons d’abord un côté de la charge. Jetez un œil à la section ci-dessous du diagramme de la figure 1.

Sur la figure 2, une élingue en câble métallique est représentée reliée à un point de levage (ou oreille) via une manille. Le harnais est connecté à un angle de 50 degrés. La flèche bleue montre la traction exercée par le dispositif de levage et les flèches orange montrent les forces résultantes dans la charge.

Les ampleurs (tailles) des forces représentées par les flèches orange dépendent de la force représentée par la flèche bleue (la force de traction sur l'élingue). Ce sont les composantes horizontales et verticales de la flèche bleue et plus la traction sur l’élingue est forte, plus ces deux forces seront importantes.

À moins de résister aux flèches orange (forces passant dans la charge), la charge se déplacera dans cette direction.

Considérons d'abord la flèche orange verticale, cette force veut tirer la charge vers le haut et la soulever du sol. Évidemment, la résistance à cette force est la gravité agissant sur la masse de la charge elle-même. Si la traction sur l’élingue est suffisante, la force verticale sera égale à la force opposée créée par la gravité et la masse de la charge – et la charge sera soulevée dans les airs.

La force indiquée dans la flèche orange horizontale est créée parce que la connexion de l'élingue a été réalisée selon un angle, dans ce cas 50 degrés. Plus cet angle se rapproche de 0 degré, plus la force exercée sur cette flèche sera grande. Tout comme la flèche verticale, il faut résister à cette force, sinon un mouvement se produira.

Regardons l'ensemble du diagramme avec l'inclusion de quelques flèches de force supplémentaires.

Maintenant, dans le diagramme complet (figure 3), nous pouvons voir que la force représentée par la flèche orange horizontale est combattue par la même force créée à l'autre extrémité de la charge. L’équilibre de ces forces est crucial pour la stabilité de la charge lorsqu’elle est en l’air.

Pour cet exemple, supposons que le centre de gravité (CoG) soit central et que les forces horizontales soient égales, cela signifie qu'aucun mouvement horizontal ne devrait se produire. Bien que la charge soit désormais stable horizontalement, la charge elle-même est maintenant poussée de chaque extrémité et est donc en compression (une force d'écrasement). De nombreuses charges auront une résistance suffisante pour faire face à cette compression, mais d'autres ne le seront pas, c'est traditionnellement là qu'un palonnier ou un palonnier serait utilisé.

Comme la figure 2 ne représente qu'un des deux ergots de la figure 3, la force verticale sera égale à la moitié de la masse totale de la charge – 10/2 = 5 tonnes (la répartition du poids est de 50/50 car le CoG était spécifié comme central).

Pour que la charge soit levée, la flèche orange verticale doit peser au moins 5 tonnes, car la flèche bleue est responsable des deux flèches orange, la force dans l'élingue (flèche bleue) sera toujours supérieure à 5 tonnes.

On sait donc que la force dans l'élingue est supérieure à 5 tonnes, mais est-elle supérieure à 6,5 tonnes (la capacité de la manille et de l'élingue mentionnée dans la question) ?