Abstract
Lo sci alpinismo è un settore di nicchia tra gli sport invernali. Inoltre, l'attrezzatura gioca un ruolo determinante nelle prestazioni atletiche. Per la maggior parte della durata di una gara, gli atleti scalano pendii impervi ed in queste condizioni è fondamentale avere uno sci leggero. Tuttavia, nei tratti di di-scesa, il peso non è importante quanto lo è la rigidezza. Serve quindi trovare un buon bilanciamento tra caratteristiche diametralmente opposte. Il processo di ottimizzazione richiede numerosi tentativi e, considerando anche che gli approcci progettuali per lo sci alpinismo si basano prevalentemente su attività di testing, lo sviluppo di un nuovo modello può risultare molto costo-so e richiedere molto tempo. Uno screening preliminare delle molteplici varianti progettuali può essere effettuato mediante test di laboratorio quali la flessio-ne a tre punti o test torsionali. Solo i pro-totipi più promettenti vengono quindi provati da sciatori professionisti qualificati, come guide alpine o atleti di coppa del mondo, che possano dare una valutazione più accurata delle proprietà del-caratterizzazione sui materiali dei vari strati di cui lo sci è costituito. La caratterizzazione avviene combinando prove di trazione con misure con correlazione digitale delle immagini (DIC). I campioni a forma di osso di cane sono stati realizza-ti mediante taglio laser. Ogni materiale è stato testato in due diverse direzioni (perpendicolari tra loro). Per i materiali per i quali era possibile, la prova di trazione è stata ripetuta due volte. La correlazione digitale dell'immagine [9-16] combinata con l'ipotesi di Campbell [17] ha permesso di stima-re le quattro proprietà elastiche nel piano. Inoltre, si è anche testato uno sci rea-le mediante prove di flessione a tre punti e flessione-torsione. Le stesse condizioni sono state riprodotte numericamente. Le simulazioni sono state eseguite con diversi livelli di semplificazione [18]. Una volta validato il modello numerico del-lo sci, se ne è studiato il comportamento in diverse condizioni di operative, sempre mediante modellazione numerica. In particolare, è stata simulata l'interazione sci-neve. La neve è stata modellata con il modello di Lintzèn [19]. lo sci nelle condizioni reali che ne caratterizzano l'uso pratico. Questo approccio Trial&Error risulta costoso e richiede lunghi tempi per la prototipazione e il collaudo di tutte le varianti. La possibilità di ridurre il numero di prototipi fisici mediante uno screening preliminare virtuale potrebbe rappresentare un passo significativo per il miglioramento dell'intero pro-cesso di progettazione e produzione. L'analisi agli elementi finiti (FEA) è già utilizzata per le fasi di sviluppo e progettazione degli sci da discesa [1-4]. In letteratura sono anche presenti alcuni artico-li in cui viene analizzato il comportamen-to meccanico degli sci da alpinismo [5-7]. Tuttavia, l'adozione di queste tecniche di modellazione per lo sviluppo di sci da alpinismo sembra non essere ancora molto diffusa. Va sottolineato come per lo sci alpinismo la necessità di trovare un equilibrio tra prestazioni pure e leggerezza rappresenti un ulteriore problema [8]. L'obiettivo del presente studio è quello di sviluppare un modello numerico affidabile di uno sci da alpinismo già sul mercato. Il modello si basa solamente sui da-ti geometrici e sui risultati delle prove di il progettista industriale.