在曲棍球强打曲棍球,是最快的,最强大的一个球员可以执行。在2012年的全国曲棍球联合会的全明星技巧竞争,波士顿棕熊队Zdeno船长的性格释放108.8英里曲棍球强打迅猛,这给他的记录世界上最快的曲棍球强打,今天仍然有效。说,我们认为这是安全的性格的,将近260磅的框架6 ' 9 ' '帮助他生成一些惊人的力量。

曲棍球强打赢得了它的名字,因为你猜对了,玩家“耳光”身后的冰曲棍球冰球。从那里,他们利用自己的体重flex冰球棍,把能量从自己,冰,然后最后冰球。

这似乎违反直觉,但打冰前的冰球创建一个slingshot-like影响弯曲棒的势能转移从球员到冰。这是什么使冰球飞在空中的速度比它会直接如果球员撞到它。

接触的位置,速度和时间造成这一强大的拍摄,曲棍球棒本身的构成。当曲棍球只是一个羽翼未丰的游戏在1800年中期,曲棍球杆是由一块木头。但作为球员意识到这些棍子很脆弱、容易崩溃,设计师开始生产多层木,使树枝生命力更强和更灵活。

为什么它这么重要的一个灵活的棍子?

自2000年,大幅提高球员的力量,训练,和体育器材带来了一个新的水平强度的运动。通过研究数据NHL的困难的镜头,很容易注意到2000年左右,联盟的镜头开始的方式更快。这不是巧合,这也是玩家开始用棍棒制成复合材料。复合棒提供了灵活性和力量的木头但减轻了重量,帮助玩家更好地处理他们和让他们转得更快,从而产生更多的力量。

比较两种材料的性能,我们模拟这个“弹弓”现象牵牛星®收音机®。用棍棒伍德和复合材料制造的,我们想知道有多少不同的轻质复合材料在体育器材的引入,特别是曲棍球棒,在玩家和游戏性能。

建模的棍子

由于大位移,短期的行动,和我们当时是在测试之间的动态交互部分,收音机是最理想的工具进行曲棍球强打模拟,观察结构的行为。预处理和后处理,我们使用牵牛星®HyperWorks®。

曲棍球杆模型,我们首先必须定义每个棒的材料信息。准确地代表了复合模型,我们周围包裹一层碳纤维增强聚合物材料棒的轴和叶片部分。轴本身是空洞的,而叶片充满了泡沫材料。

复合层,我们定义了材料牵牛星®®多尺度设计师一个应用程序,允许输入组分纤维和聚合物基质材料的属性,以及纤维体积分数计算均质复合材料的材料性能进行验证。Simulation-driven多尺度的设计师和设计工具牵牛星®OptiStruct®强大的隐式解决复合材料。

除了均化,多尺度设计还允许dehomogenization,帮助用户评估纤维和聚合物的应力应变矩阵微观层面,使完整的渐进损伤和塑性材料的行为。

接下来,我们必须定义两棒的适当的在摇摆和旋转接触冰。的发条曲棍球强打不只是一个简单的旋转留下来的一个特定的位置。当摇摆,球员位置叶片的轴和脸朝冰球的倾斜方向。

模仿球员的定位,我们使用实验室中机制的方法,作为所示。两个移动关节代表了玩家的手中,由轴有关。,我们定义一个合理的粘手的运动学表示。

在曲棍球强打

设置初始旋转速度为550 rad / s的棒,我们的虚拟球员拿着照片。模拟曲棍球强打后,木材与复合棒的结果并不让人吃惊。而与地板上,把每一个人都有不同的交互控制轴的刚度是联系工作。

复合棒有更高的冰球的控制量,从而产生更多的权力比木制的。使用弹弓效应的模拟展示,我们可以看到,储存能量确实尽快转移到冰球棍砸到地面上。

尽管每个棍子靠近冰球在同一速度、木刀的速度是慢于复合刀片前影响木材的冰球,因为叶片的穷人冰球控制。复合棒的曲棍球强打以66.4英里每小时,而木头棍子的射门达到54.9英里每小时。虽然我们没有完全打破NHL记录,我们证实的科学一个曲棍球强打依靠权力,精度和高科技曲棍球棒的设计。

结论

毫无疑问,物理模型设计工具将在先进的体育设备发展发挥了重要作用。提供先进材料行为的洞察力、工程和设计团队可以执行更可靠,更精确的模拟用更少的迭代和降低成本。在体育产业获得竞争优势——就像在运动本身——在正确的时间开始利用合适的工具。

牵牛星®收音机®是一个领先的分析解决方案评估和优化产品性能动态载荷下的高度非线性问题。使用全球所有行业,它提高了防撞性,安全,和复杂的设计的可制造性。在解决复杂的多重物理量场景的更多信息,访问//www.s-emart.com/radioss/。