Tillverkning av testdocka för vindtunneltester av alpina fartdräkter : Ett arbete för Sports Tech Research Centre och Svenska Skidförbundet

Sammanfattning: Mittuniversitetets forskningsavdelning Sports Tech Research Centre (STRC) driver sedan en tid tillbaka ett projekt i samarbete med Svenska Skidförbundet. Syftet med projektet är att bidra till det alpina landslagets framgång genom att utveckla fartdräkterna som åkarna använder, främst genom att minska fartdräktens påverkan av luftmotståndet. En del av projektet innefattar vindtunneltester av dessa fartdräkter för att mäta dess luftmotstånd. Syftet med detta examensarbete är att bidra till fortsatt utveckling genom att underlätta dessa tester. Syftet är även att undersöka och utvärdera en ny tillverkningsmetod för att designa och tillverka testdockor avsedda att använda i vindtunneltester. Målet var att designa och tillverka en testdocka utifrån en alpinskidåkare på elitnivå. Dockan skulle kunna kläs i en fartdräkt och användas i en vindtunnel, och där visa likvärdiga mätvärden för luftmotståndet som för testpersonen och en lägre standardavvikelse. Arbetet började med att skanna testpersonen som testdockan skulle skapas utifrån. Fotogrammetri användes som skanningsmetod. Därefter följde 3D-modellering och beredning inför tillverkningen. Testdockan tillverkades av horisontella spånskivelager sammanfogade med varandra. Jämförande vindtunneltester utfördes sedan på testdockan och testpersonen den är skapad utefter, i syfte att validera dockan och uppnå liknande mätvärden. Den resulterande 3D-modellen från skanning och 3D-modellering kunde valideras mot testpersonens verkliga mått och var därför användbar för att tillverka den fysiska testdockan. Resultatet efter montering och ytbehandling var en fysisk testdocka som kunde kläs med fartdräkt och tillhörande utrustning. Dockans dimensioner stämde överens tillräckligt bra med testpersonens dimensioner. Vindtunneltesterna visade på ett luftmotstånd på ca 19,8N för testpersonen och ca 28,1N för testdockan. Detta beror troligtvis på skillnader mellan deras positionering. Standardavvikelsen av luftmotståndet för testpersonen och testdockan var ca 3,76N respektive ca 4,33N. Fotogrammetri följt av 3D-modellering i Rhino lämpade sig för denna typ av modell med organiska former. Tillverkningsmetoden krävde mycket efterarbete men gav ett bra resultat i just detta arbete, där de minsta detaljerna som t. ex ansikte och händer inte var av största vikt. Målet att tillverka en testdocka med fungerande funktioner uppfylldes. Ökningen av standardavvikelsen för testdockans luftmotstånd gör att den delen av målet inte uppfylldes, men ytterligare undersökningar behöver utföras innan slutsatser kan dras om dockans användbarhet.