Längdskidåkare i full fart under tävling

Skidsport

​Skidåkning har sedan urminnestider varit ett sätt att förflytta sig i snöig terräng. Som tävlingsidrott uppstod den under senare delen av 1800 talet och har genom åren kommit att delas upp i flera olika discipliner, så som längdåkning, utförsåkning, backhoppning med flera. De olika grenarna ställer olika fysiska krav på utövaren.

Vid Chalmers har vi studerat både längdåkning och utförsåkning. Vi arbetar från två utgångspunkter. Det ena är att mäta och analysera idrottarens prestation. Den andra är att utveckla bättre förståelse för hur olika material kan användas och förbättras för att hjälpa åkaren att prestera bättre.

För att mäta och analysera åkarens prestation har vi bland annat integrerat kraft och rörelsesensorer i stavhandtag som därigenom kan mäta stavens rörelsemönster samt det mekaniska arbete som driver åkaren framåt -vi har skapat en effektmätare för längdskidåkning. Datan från sensorerna har sedan analyserats med neurala nätverk för att identifiera åkarens teknik. Vi kan identifiera åkstilar och växlar. Vi har även integrerat sensorer i en slalomskida så att vi kan mäta trycket längs skidans kant under en sväng.

Inom materialområdet fokuserar vi främst på att utveckla användandet av kompositmaterial, främst kolfiberarmerade polymerer, inom längdskidstavar och alpinskidor. Som ett exempel har man i dagens högpresterande skidstavar bytt ut dåtidens stål och aluminium mot nya kolfibematerial, något som möjliggjort en avsevärd viktminskning med bibehållna eller till och med förbättrade stakningsegenskaper. Lägre vikt ger direkt skidåkaren fördelar eftersom mindre energi går åt att förflytta stavarna vid varje stavtag. Men med materialskiftet har vi också börjat se allt fler stavbrott, ofta i kritiska situationer som kan vara förödande i avslutningen av ett lopp. Förutom förekommande fall av otur så beror dessa stavbrott ofta på bristfällig kunskap om brottmekanismerna i kolfibermaterial, och hur dessa material kan användas på bästa sätt. Inom forskningen på Chalmers utvecklar vi därför kunskap och metoder för att möjliggöra utveckling av en ny stavkonstruktion, så att fördelarna med ett lättare kompositmaterial kan utnyttjas utan att stavarna går sönder. Vi kan se att med förfinade modeller för materialets mekaniska beteende, och av stavens konstruktion, kan starkare konstruktioner erhållas med bara marginell viktökning som följd.

Projektrapporter

Slagtåligare längdskidstav för elitskidåkare​

Improved ski pole design by thin-ply composite reinforcement

Increased impact resistance of cross-country ski poles by improved, simulation assisted composite design

Ski development with Faction Skis: Product development and FE modelling of properties of alpine skis​​​

Publicerad: fr 27 sep 2019.