Caratterizzazione strumentale ed analisi ad elementi finiti di uno scarpone da sci alpino

La seguente tesi sperimentale è stata svolta nell’ambito di un tirocinio curriculare presso Fischer Footwear SRL, sussidiaria italiana di Fischer Sports GmbH, storica azienda austriaca leader nella progettazione e produzione di attrezzature per sport invernali. L’obiettivo dell’elaborato è stato quello di fornire una caratterizzazione meccanica e strutturale dello scarpone da sci alpino Fischer RC4 MV, attraverso un approccio integrato tra test sperimentali e modellazione numerica. Il lavoro si è articolato in tre fasi principali. In primo luogo, è stata condotta un’intensa campagna di acquisizione dati su pista da sci mediante sensori inerziali del tipo MEMS (Micro–Electro–Mechanical–Systems) integrati sullo scarpone, con lo scopo di rilevare accelerazioni e posizioni durante la sciata e ricavare indicazioni sul comportamento dinamico del sistema scarpone–sciatore. Il post processing dei dati è stato effettuato mediante software Matlab. La raccolta ha avuto come obiettivo quello di validare il protocollo aziendale interno di test a fatica adottato per i test di laboratorio sugli scarponi del brand. Lo standard, per cui non esistono attualmente normative di riferimento, in precedenza era frutto di considerazioni basate esclusivamente sull’esperienza e non di misurazioni analitico-scientifiche. Un'intensa attività di caratterizzazione di laboratorio è stata quindi condotta sul modello oggetto di studio tra cui prove a fatica, trazione/lacerazione, impatto, in funzione di polimero costituente e batch produttivo, al fine di determinarne le performance meccaniche e confrontarle con i requisiti funzionali di prodotto. Infine, è stato implementato un modello ad elementi finiti (FEM) mediante software HyperMesh, con l’obiettivo di studiare il comportamento strutturale dello scarpone in condizioni rappresentative, verificando potenzialità e applicabilità di questo approccio al settore oltre che la coerenza con i risultati sperimentali ottenuti. I risultati evidenziano la validità di un approccio integrato tra sperimentazione e simulazione per supportare l’innovazione progettuale in un'industry ancora largamente basata su un approccio trial and error, con particolare riferimento all’ottimizzazione dei materiali e alla resistenza a fatica.