Optimisation d’un porte-lame pour patins de hockey

Bauer Hockey souhaitait améliorer la performance de son porte-lame (modèle Edge Holder) afin d’optimiser la rigidité de leur pièce et améliorer la performance des joueurs, notamment en matière d’agilité et de puissance. Un prototype initial avait été conçu par Bauer Hockey ayant les caractéristiques de performance, mais sa géométrie ne correspondait pas à la version finale désirée et elle n’était pas optimale selon les critères de production. De plus, les matériaux utilisés dans le prototype étaient différents de ceux privilégiés pour la version finale.

Défis

Optimiser la géométrie du porte-lame selon un cahier des charges précis notamment en ce qui concerne les propriétés des matériaux choisis et le respect de l’enveloppe géométrique du design.
Répondre aux objectifs de rigidité en flexion, en torsion et en compression dans diverses zones du porte-lame.
Maintenir les fonctionnalités du produit, notamment le système de fixation de la lame.

Solutions

Étape 1 - Corrélation du modèle FEA avec tests physiques

Corrélation des résultats : Comparaison des résultats du modèle FEA avec les tests physiques effectués par Bauer Hockey sur un porte-lame de référence (modèle Edge Holder).

Tests physiques : Flexion, compression et torsion effectuées sur 12 points du porte-lame (avec et sans lame)

Contraintes de modélisation pour l’optimisation :

Modèle en linéaire statique
Simplifications des contacts
Modélisation des composants secondaires (système de fixation de la lame)
Taille du maillage

Résultats de la corrélation : Les cibles ont été normalisées pour refléter les caractéristiques du modèle et ont permis de valider les premiers ajustements de conception.

Étape 2 - Optimisation du volume de design pour atteindre les objectifs

Paramètres d’optimisation :

Volume de design défini pour la modélisation
Valeurs cibles normalisées de force versus déplacement pour 12 tests physiques effectués sur le porte-lame avec et sans la lame

Résultats de l’optimisation :

L’optimisation a permis d’orienter le design vers des zones plus denses, comme indiqué par les couleurs rouges, qui représentent les zones de renfort principal.
Les zones de plus faible densité ont été allégées pour maximiser la performance tout en conservant les propriétés mécaniques nécessaires.

Étape 3 – Validation du design final

Paramètres de validation :

Conserver les paramètres de modélisation FEA précédents, tels que le modèle en linéaire statique, les simplifications des contacts, la modélisation des composants secondaires (comme le système de fixation de la lame) et la taille du maillage.
Incorporer les itérations de design fournies par Bauer Hockey au modèle FEA.

Résultats de la validation :

Le design final rencontrait les caractéristiques de rigidité et d’épaisseur minimale.

Résultats

Lx Sim et Bauer Hockey ont travaillé en étroite collaboration pour développer un porte-lame optimisé, alliant performance, rigidité et fonctionnalité. Ce projet a permis d’atteindre les objectifs de rigidité en flexion, en torsion et en compression, tout en respectant les épaisseurs minimales de matière spécifiées par le client, sans compromettre la performance ni la résistance. Le design final du porte-lame a été mis en production et mis en marché dans le patin Hyperlite 2.0.