Structural optimization of floorball blades with a focus on weight reduction: Mechanical analysis of material distribution using FEA and topological optimization

Abstract

Detta examensarbete undersöker möjligheterna att optimera innebandyblad med fokus på viktreducering, utan att kompromissa med de mekaniska egenskaperna som hållfasthet och spelbarhet. Målet med arbetet var att skapa lättare blad som fortfarande har en bra prestanda och klarar av de krafter som uppstår vid spel. Två av Renew Groups befintliga bladmodeller, Unilite och Evolite användes som bas. Genom att använda CAD-modeller och förenklade randvillkor kunde finita element-metoden (FEM) och topologisk optimering i ANSYS appliceras på modellerna. Med dessa metoder kunde man analysera spänning och deformation på bladen under belastning och identifiera områden med överflödigt material. Resultaten visade att vikten kunde minskas med upp till 10%, medan deformationen endast ökade marginellt. Detta tyder på att bladen behåller sin prestanda även efter materialborttagningen. Ett nytt teoretiskt material togs även fram med hjälp av blandningsregler och Python-baserade beräkningar. Det nya materialet uppnådde mål för densitet, draghållfasthet och slagseghet. Arbetet kombinerar simulering, praktiska tester och materialteori för att ge ett ingenjörsdrivet underlag för framtida produktutvecklingar. Detta tillvägagångssätt kan effektivisera produktutvecklingen, tillsammans med fysiska prototyper kan det bidra till en fortsatt teknisk utveckling inom sporten.