Análisis inverso, modelado y diseño de una tabla de "snowboard"

Abstract

[ES] Este estudio tiene como objetivo mejorar las actuales tablas de snowboard mediante la técnica de ingeniería inversa. La ingeniería inversa es el proceso de búsqueda de mejoras para las tablas de snowboard del futuro basado en las tablas actuales utilizando un software de ordenador. Para ello, fue necesario el uso del software de elementos finitos Abaqus. Como primer paso, se llevó a cabo una extensa introducción al tema. En ella se recorre la historia de la disciplina, su evolución a lo largo del tiempo, los elementos y materiales que componen las tablas y las diferentes formas que estas tablas pueden adoptar. A continuación, se realizaron pruebas digitales de flexión y torsión en 3 tipos diferentes de tablas de snowboard. La primera tabla, llamada la tabla de referencia, sirve de referencia para todas las demás tablas. Esta tabla se fabrica con los materiales que se utilizan actualmente en la fabricación de tablas de freeride, que son madera de fresno laminada encolada para el núcleo y una capa de fibra de vidrio epoxídica [0°,90°] en tejido de tafetán para las pieles. Para las demás tablas, el núcleo seguirá siendo el mismo y sólo las pieles variarán para estudiar la variación de un único parámetro. La segunda tabla es una tabla triaxial [0°,45°,-45°] en fibra de vidrio epoxi, y la tercera tabla es de fibra de lino biaxial [0°,90°] también en tejido de tafetán. Las pruebas mecánicas realizadas en estas tablas muestran que la tabla triaxial tiene un comportamiento torsional mucho más rígido que las otras dos, 469MPa contra más de 1099MPa por tensiones máximas, lo que no la convierte en una ventaja para la práctica del freeride. La tabla de lino tiene un comportamiento de flexión más adaptado con una distribución más uniforme del esfuerzo de flexión dentro de la tabla. Por último, se celebró un debate sobre estas diferentes tablas para determinar las ventajas y desventajas de cada una de ellas, antes de hacer una selección de los mejores candidatos.

[CA] Aquest estudi t´e com a objectiu millorar les actuals taules de surf de neu mitjan¸cant la t`ecnica d’enginyeria inversa. L’enginyeria inversa ´es el proc´es de cerca de millores per a les taules de surf de neu del futur basat en les taules actuals utilitzant un programari d’ordinador. Per a aix`o, va ser necessari l’´us del programari d’elements finits *Abaqus. Com a primer pas, es va dur a terme una extensa introducci´o al tema. En ella es recorre la hist`oria de la disciplina, la seua evoluci´o al llarg del temps, els elements i materials que componen les taules i les diferents formes que aquestes taules poden adoptar. A continuaci´o, es van realitzar proves digitals de flexi´o i torsi´o en 3 tipus diferents de taules de surf de neu. La primera taula, anomenada la taula de refer`encia, serveix de refer`encia per a totes les altres taules. Aquesta taula es fabrica amb els materials que s’utilitzen actualment en la fabricaci´o de taules de *freeride, que s´on fusta de freixe laminada encolada per al nucli i una capa de fibra de vidre epox´ıdica [0°,90°] en teixit de tafet`a per a les pells. Per a les altres taules, el nucli continuar`a sent el mateix i nom´es les pells variaran per a estudiar la variaci´o d’un ´unic par`ametre. La segona taula ´es una taula triaxial [0°,45°,-45°] en fibra de vidre epoxi, i la tercera taula ´es de fibra de lli biaxial [0°,90°] tamb´e en teixit de tafet`a. Les proves mec`aniques realitzades en aquestes taules mostren que la taula triaxial t´e un comportament torsional molt m´es r´ıgid que les altres dues, 469MP a contra m´es de 1099MP a per tensions m`aximes, la qual cosa no la converteix en un avantatge per a la pr`actica del *freeride. La taula de lli t´e un comportament de flexi´o m´es adaptat amb una distribuci´o m´es uniforme de l’esfor¸c de flexi´o dins de la taula. Finalment, es va celebrar un debat sobre aquestes diferents taules per a determinar els avantatges i desavantatges de cadascuna d’elles, abans de fer una selecció dels millors candidats.

[EN] This study aims to improve current snowboards through the technique of reverse engineering. Reverse engineering is the process of finding improvements for the snowboards of the future based on current boards using computer software. For this, the use of the finite element software Abaqus was necessary. As a first step, an extensive introduction to the subject was carried out. It retraces the history of the discipline, its evolution over time, the elements and materials that make up the boards and the different shapes that these boards can adopt. Next, digital bending and torsion tests were carried out on 3 different types of snowboards. The first board, called the reference board, serves as a reference for all the other boards. This board is made from the materials currently used in the manufacture of freeride boards, which are glued laminated ash wood for the core and a layer of epoxy fibreglass [0°,90°] in taffeta weave for the skins. For the other boards, the core will remain the same and only the skins will vary in order to study the variation of a single parameter. The second board is a triaxial board [0°,45°,-45°] in epoxy glass fibre, and the third board is made of biaxial linen fibre [0°,90°] also in taffeta weave. The mechanical tests carried out on these boards show that the triaxial board has a much stiffer torsional behaviour than the 2 others, 469MPa against more than 1099MPa for maximum stresses, which does not make it an advantage for freeride practice. The flax board has a more adapted bending behaviour with a more uniform bending stress distribution within the board. Finally, a discussion was held on these different boards to determine the advantages and disadvantages of each, before making a selection of the best candidates.