Hoe Comfort te meten?

Picture 1: Flemish cobblestones

Bij het fietsen zijn er vele factoren die bijdragen tot het gevoel dat een fietser ervaart: fietspositie, fietsgeometrie, bandendruk, zadelkeuze, enz.  maar als je al deze in beschouwing zou nemen valt alles te herleiden naar de staat van het wegdek en hoe het lichaam reageert op de dynamische belasting van een frame door putten in de weg. Het is niet moeilijk om voor te stellen dat een fietser meer kracht verbruikt op Vlaamse kasseien dan op een stuk vlakke asfalt.

Om comfort te meten moet er eerst nagedacht worden over wat er nu juist gemeten moet worden… Trillingen zijn eigenlijk niets meer dan kleine bewegingen in verticale richting. Door het meten van deze verticale bewegingen zou men een maatstaf kunnen krijgen van comfort. Uit de literatuur is een eerste conclusie gekomen dat vermoeiing onder invloed van trillingen vooral plaatsvindt bij frequenties lager dan 50 Hz.

Verdere literatuurstudie bracht een ISO-norm aan het licht, ISO2631: Whole body vibration, die specifiek gericht is op de effecten van trillingen op het menselijk lichaam. In deze ISO-norm staat een typische meetopstelling vermeld waarbij je met een accelerometer de trillingen bepaalt op plaats van impact. Na het meten van de acceleraties moet er een complexe reeks van berekeningen op de data uitgevoerd worden waarna een frequentiespectrum wordt verkregen met als parameters: frequentie en amplitude.

Picture 2: ISO2631 Whole body vibration test method

Museeuw Bikes comfort testen

Picture 3: accelerometer locations

Bij Museeuw Bikes hebben we deze test- en evaluatieprocedure aangepast om voor ons de juiste conclusies te kunnen trekken. Als we de acceleraties kunnen meten op verschillende plaatsen op het frame dan geven de verschillen in de metingen op hetzelfde moment een beeld van het dempingsgedrag van het volledige frame.  Museeuw Bikes heeft daarom op 5 cruciale plaatsen op een frame accelerometers geplaatst om na een reeks lange testritten op verschillende ondergronden een staalkaart te krijgen van de comforteigenschappen.

Na een vast traject van 85 km, ongeveer 2,5 uur aan testdata, werd de accelerometer output geanalyseerd.  Hiervoor gebruikt Museeuw Bikes een eigen speciaal ontwikkelde analysemethode gebaseerd op de ISO2631-norm. Deze analyse gaf onderstaande grafieken voor de liggende achtervork en zadelpen.

Picture 4: frequency spectrum of rear stay accelerometer

Picture 5: seatpost accelerometer frequency spectrum

In principe, als je een fietsframe bekijkt als een enkelvoudige vast systeem dan geeft een verschil tussen het meetpunt op de achtervork (input van de trilling in het frame) en het meetpunt op de zadelpen (output van de trilling in het frame) het dempingsgedrag van de het frame. De interpretatie van deze stelling wordt weergegeven in de onderstaande grafische weergave. 0,0 betekent 0% demping en 1,0 betekent 100% demping.

Picture 6: damping performance MF5

Museeuw Bikes benchmark testen

De volgende vraag die gesteld werd is: “hoe kunnen we de prestaties vaststellen?” Het antwoord was redelijk snel gevonden… door de concurrentie op dezelfde manier te testen!

Museeuw Bikes heeft drie van de meest populaire frames in de wielerwereld getest naast hun eigen frame: Pinarello Prince, Wilier Cento Uno en Cervelo R3-SL. Uit populaire wielermagazines hadden we al een beeld hoe deze frames scoorden op gebied van comfort en als onze testprocedure een realistische en meetbare weergave zou zijn dan moeten deze meningen terug te vinden zijn in onze anlyses.

Na telkens dezelfde testen uit te voeren door dezelfde renner met dezelfde wielen en bandenspanning verkreeg Museeuw Bikes de volgende resultaten:

Picture 7: damping performance benchmark

Op basis van de bovenstaande grafieken kan een onweerlegbare conclusie getrokken worden: het Museeuw MF-5 frame biedt tot 20% meer comfort dan de andere geteste frames.