An Exploration into How Manually Imprinted Tools Affect Ski Base Structure

Abstract

En av de viktigste faktorene for glid i langrenn, er strukturen i sålematerialet. For å endre skistrukturen benyttes manuelle strukturverktøy for å avtrykke elastiske riller i sålematerialet. En liten endring i bruken av det manuelle strukturverktøyet, i sålematerialet eller i den geometriske utformingen av verktøyet, vil påvirke sluttresultatet. Denne oppgaven har undersøkt hvordan avtrykket fra et manuelt strukturverktøy varierer i seks ulike langrennski som brukes av det norske langrennslandslaget. Avtrykket ble målt og sammenlignet ved bruk av GelSight Mobile og programmet MountainsMap®. Et av funnene er at avtrykket varierer med en ulik dybde på opptil 105 % mellom to forskjellige sålematerialer med samme last. Det er nødvendig med mer forskning for å avgjøre om dette er et pålitelig resultat. Det ble gjennomført simuleringer med elementmetoden av en sylinder fra et manuelt strukturvertkøy, i kontakt med et sålemateriale. Dette ble gjort for å se hvordan de geometriske utformingene av sylinderen påvirker belastningen som trengs for å trenge inn i et sålemateriale. Det ble funnet at antall topper i sylinderen har størst innflytelse. Videre ble det utviklet et konsept for kontinuerlig måling av last og hastighet på et manuelt strukturverktøy. Konseptet ble utviklet basert på behovene til skismørere som er tilknyttet det norske langrennslandslaget. Konseptet plasseres over eksisterende strukturverktøy og innehar lastbroer for å måle last, et akselerometer for å måle hastighet og et display som viser resultatet.

One of the most important factors for glide in cross-country skiing is the structure in the ski base material. To manipulate the ski structure manual imprinted tools are used in order to imprint elastic grooves into the ski base material. A minor change in the application of the manual imprinted tool, the ski base material, or in the geometric design of the tool will influence the imprint result. This thesis has explored how the imprint, by a manual imprinted tool, varies in six different skis used by the Norwegian cross-country ski team. The imprints were measured and compared by the use of GelSight Mobile and the software MountainsMap®. It is found that the imprints vary by up to 105 % in depth between two different ski base materials where the same load was applied. More research is, however, required to determine whether this is a reliable result. In order to see how the geometric design of the tool’s cylinder affects the load required to penetrate ski base materials, a finite element analysis of the contact between a cylinder and a ski base material was completed. It was found that the number of peaks in the cylinder has the most influence. Further, a concept to continuously measure load and speed applied onto a manual imprinted tool was developed. The concept was developed based on the needs of the ski technicians working for the Norwegian cross-country ski team, and the concept covers existing manual imprinted tools. The concept has two load bridges to measure load, an accelerometer to measure applied speed and a display which displays the result.