Ontwerpen auto



  • Hallo Hubert en anderen.

    Ik ben laatst bij een windtunnel workshop geweest van Hubert als voorbereiding op ons profielwerkstuk. Echter zijn m'n profielwerkstuk maat en ik al een stuk verder en hebben we ondertussen al marktonderzoek gedaan naar wat mensen zoeken in een innovatief vervoersmiddel (auto). Ook hebben we een interview gehad met de marketing director van Volvo (over het marktonderzoek) en een technische opleidingscoördinator. Op beide hebben we al wat vragen afgeschoten en zijn erg tevreden met de resultaten verkregen door de interviews.

    In het kort over ons profielwerkstuk (gebruik gemaakt van de aangegeven punten voor het ontwerpen van iets van het scholierenlab)
    **Onderzoeksvraag: **Hoe kunnen we een innovatief transportmiddel voortbrengen uit de belangen van de markt en diens consumenten, faciliteerbaar met behulp van hedendaagse technologie?
    Probleem definitie: Hoe bouwen we een auto die relatief milleu vriendelijk is, maar toch nog gewoon mensen zou kunnen vervoeren.
    Functieomschrijving: Minder brandstof uitstoten, kan door schonere motor of aerodynamischer ontwerp.
    Programma van eisen opstellen: Kan pas na het marktonderzoek [i](wordt dus binnenkort gedaan)[/i]
    Theorie: nog mee bezig
    Plan van aanpak: Werkplan

    1. Marktonderzoek resultaten -> auto ontwerpen op de computer -> testen op de computer -> windtunnel bouwen -> testen met windtunnel -> vergelijken -> verbeteren
      Windtunnel: Een 50cm diameter pvc buis van 1,2 meter lang, fan, gips.
    2. Motor op waterstof? Verwisselbare waterstoftanks of ter plekke elektrolyse?
      Ontwerp van prototype: Eerst op de pc, vervolgens uit een makkelijk bewerkbaar materiaal de auto maken. Bij voorkeur piepschuim -> mal -> stevig materiaal -> in de windtunnel
      Testfase: met behulp van solidworks en de echte windtunnel.

    Dus wat gaan we doen:
    marktonderzoek is afgerond
    Kijken of auto's op magneten kunnen rijden is afgerond (V-magneet bleek een perpetuum mobile te zijn: http://www.youtube.com/watch?v=kCr3lOhMJCg)
    Kijken waar we de auto op willen laten rijden.
    Windtunnel bouwen
    auto designen in een CAD en daarna in de virtuele windtunnel voor de CW waarde te berekenen
    auto in windtunnel en meten voor de CW waarde te berekenen
    auto maken in het echt
    auto bijwerken in cad en testen in virtuele windtunnel voor de CW waarde te berekenen
    auto bijwerken en testen in windtunnel voor de CW waarde te berekenen
    Tekst schrijven

    Windtunnel bouwen:
    We zijn aan het vragen of onze gemeente ons een buis van 1,20m lang en met een diameter van 0,3 meter wil sponsoren. Dan vragen we aan een ander bedrijf of ze ons een fan willen sponsoren.

    Dat is dus de windtunnel. De fan zuigt lucht door de windtunnel heen (kijk naar de vector v). Dan heb je minder turbulentie. Dat blauwe zijn rietjes (ook vanwege minder turbulentie) en dat oranje is een unstertje waarmee we de Fluchtweerstand kunnen berekenen. We kunnen de rolweerstand en schuifweerstand verwaarlozen aangezien we deze proef op een dun stukje glas gaan doen met stalen wielen. (misschien een beter idee?) Fluchtweerstand is nu dan toch F (die het unstertje angeeft?)
    We gebruiken een rooktablet voor de stroomlijnen (die kenmerkende lijnen lucht die je wel eens hebt gezien).

    Auto bouwen in CAD:
    We hebben erg veel moeite met het bouwen van de auto in CAD. Eigenlijk willen we de auto bouwen in solidworks maar dat is erg lastig blijkt, dus we zijn overgestapt naar Rhino 3d met T-splines. Echter hebben we daar ook moeite mee.
    (Hebben jullie een guide van beide zodat we makkelijker gebruik kunnen maken van beide programma's? We hebben zelf ook al gezocht, maar de meeste guides zijn videos en onduidelijk. Misschien kennen jullie een beter programma waarbij dit soort dingen te simuleren zijn. Wij horen het graag.)

    Auto bouwen in het echt:
    We gaan hem bouwen in waarschijnlijk klei om hem vervolgens in de windtunnel te zetten

    De rest spreekt voor zich.

    Onze vragen zijn dus:
    Is de afmeting van de windtunnel okay als de auto maximaal 10 centimeter hoog wordt?
    Hoe weten we hoelang de rietjes moeten worden van de windtunnel.
    Moeten we ook nog wat doen met Reynoldsgetal voor de windtunnel?
    Hebben jullie misschien een beter idee voor de windtunnel om de CW waarde te berekenen?
    Is het effectieve oppervlak van de auto te verwaarlozen, dus dat we alleen maar het frontaaloppervlak meenemen? Of gaan we dat echt merken in onze resultaten?
    Hebben jullie misschien guides voor solidworks/rhino3d?

    Overige dingen?

    Alvast bedankt.



  • Hey Hubert,

    Dat lijkt ons echt super vet! Alleen zitten we met 1 probleempje... we moeten de auto dus eerst designen :o
    Weet jij misschien een goede guide voor solidworks/rhino 3d. Ik weet dat werktuigbouwers op de uni werken met solidworks aangezien ik dat heb gelezen, maar weet je dan misschien een goed boek/tutorial/guide?
    Ik heb er zelf overigens al een tutorial gevonden:
    http://www.tsplines.com/07092011

    En is het me gelukt om luchtstromen te bekijken (https://fbcdn-sphotos-c-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash3/54968_4294876663207_564794539_o.jpg), maar ik wil weten hoe ik met Solidworks de drag coefficient kan bepalen.

    Keb al gegoogled, maar zonder al te veel resultaat... Enig idee hoe dat moet?
    (ik blijf nog verder zoeken)

    ps veel plezier op vakantie! :)

    Edit: Ik wil hen ook wel mijn profielwerkstuk geven als hij af is, misschien hebben ze er nog iets aan?



  • Dag mannen!

    Wat een ongelofelijk coole post! Jullie zijn super bezig. Ik ben gelijk aan de slag gegaan: De beste oplossing die ik zie is dat jullie de auto met een 3d printer uitprinten. Nu is het zo dat twee maatjes van mij toevallig een 3d printer bedrijf hebben opgezet en deze apparaten verkopen. Ik heb hun net gemaild met de vraag of zij geinteresseerd zouden zijn om met jullie samen te werken en er dus een soort showcase van te maken... zodra ik iets hoor laat ik het jullie weten! Ik ben alleen wel de week voor kerst op vakantie, dus dan zul je weinig van me horen, daarna uiteraard wel weer!

    Ik hoop dat het werkt!

    Groet,

    Hubert



  • Hey Hubert,

    No problem!
    We gaan hem ontwerpen in een CAD (Rhinoceros met T-splines) en opslaan als .stl moet lukken! Dus graag maken we gebruik van het 3d-printen! Ik zit nog even te wachten totdat mijn maatje mij de bouwtekeningen stuurt zodat ik de auto kan designen. Binnen twee weken heb ik dan de file als het goed is!

    Groet,
    Wesley



  • Hey Wesley!

    Goed bezig! Ik heb zelf geen ervaring met solidworks, en ik ben te ver in mijn afstuderen om mij hier nog in te verdiepen, dus ik kan je daar helaas niet mee helpen.

    Wel heb ik antwoord gekregen van de jongens van leapfrog. Ze zijn te hard aan het groeien om zelf nog test printjes uit te voeren, maar willen eventueel een uitzondering voor me maken. Ze vragen of jullie de auto in STL format kunnen doorsturen naar mij (en dan stuur ik het naar hun). Misschien is het zelfs mogelijk om een geschikte auto uit een database zoals google sketch up te halen? Als ik STL Google dan lijkt het op een redelijk generiek type CAD file.

    Laat me svp even weten of jullie de auto in een CAD software (dus google sketchup ouzo) zouden willen maken, en of jullie de auto door leapfrog willen laten bouwen.

    Groet,

    Hubert



  • Hey Hubert!
    Momenteel is dit het design: https://fbcdn-sphotos-d-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/736199_4805079137950_716441873_o.jpg
    uiteindelijk wordt de auto zoiets maar dan minder ''sports'': http://youtu.be/ARwhgH3uuVg?t=5m9s
    Maar zou je willen vragen hoe ze de auto dan precies willen hebben qua interne structuur? Gewoon solide, dus helemaal gevuld van binnen? Dat lijkt mij het eenvoudigst.

    Overigens zag ik Britt laatst vragen of het wat uitmaakt of je de weerstand langs de zijkanten van het ontwerp ook meeneemt. Wij hebben op school geleerd dat FW = 1/2(v^2)ARhoCd maar dat is alleen de weerstand van de voorkant (toch?), maar de weerstand van de zijkant heb je natuurlijk ook. Echter geeft wikipedia mij bij drag van een auto alleen maar bovenstaande formule (http://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_drag_coefficient) Bestaat die andere weerstand niet, of is die zo klein bij ''lage'' snelheden dat we die kunnen verwaarlozen?

    En kunnen we de ''laminairheid'' (reynoldsgetal) berekenen voor onze buis (windtunnel) met rietjes erin. m.b.v. een formule?

    Momenteel heb ik dit al gekregen in solidworks (dat programma om luchtstromen te simuleren)
    https://fbcdn-sphotos-a-a.akamaihd.net/hphotos-ak-frc1/737214_4821593030787_1143172671_o.jpg

    Groet,
    Wesley



  • Hoi Wesley,

    Heb het topic een beetje doorgelezen en zie dat jullie het allemaal al flink goed begrijpen. Heb even contact gehad met één van de jongens van Leapfroq en hij zei dat je het ontwerp het beste solide kan aanleveren. Als je klaar bent met je ontwerp, stuur mij het dan even. Zorg ik dat het bij Leapfroq komt.

    Verder heb je gelijk in dat er frictie ontstaat aan de zijkant van een auto. Echter zou ik het in jullie geval verwaarlozen, omdat het inderdaad pas significant van belang wordt bij hoge snelheden. Wil je er meer over lezen, kijk dan hier eens.

    Ik heb zelf nog nooit een windtunnel gebouwd, maar ik denk dat jullie met het rietjes idee en het inzuigen van lucht een prima oplossing hebben gevonden om de stroming zo laminair mogelijk te maken. Bedenk wel dat het Reynoldsgetal betrekking heeft op de stroming van een vloeistof (in dit geval lucht) rond een bepaald voorwerp. Dus over het Reynoldsgetal van een windtunnel zou ik niet spreken. Als je het zelf nog niet gevonden had, kun je voor een formule hier eens kijken.

    Grt. Wouter

    PS: de link naar je design doet het helaas niet :(



  • Hey!

    Oh ik dacht dat het Reynolds-getal in een buis wel bestond, en dat je zo kon weten of je luchtstroom laminair was of niet. Linkje naar design is gefixt : https://fbcdn-sphotos-d-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/736199_4805079137950_716441873_o.jpg
    1,5m lange buis is binnen, r= 15cm en de dikte is 0,8-1cm. We zijn dus wel op zoek naar een sterke fan, denk je dat deze (http://tinyurl.com/a9cmq4w) 60Watter het aan kan om een redelijke snelheid (20m/s) te creëren in onze windtunnel?

    Heb jij overigens ervaring met Solidworks, of zijn dat alleen de werktuigbouwkunde studenten?

    Groet,
    Wesley



  • Hey wouter,
    Ik had hier gister ook al geschreven, maar volgens mij ben ik vergeten om op OK te klikken. Ik schreef dat ik naar Hubert had gemaild dat het deze maand wordt, want ik zit nu in de toetsweek (stomme magnetische inductie natuurkunde SE en wiskunde bewijzen). Overigens met die fan, als de auto schaal 1 op 14 is. Dan is 2m/s = 7,2km/u = 7,2*14 is dan toch 100,8 kilometer per uur in werkelijkheid? of?
    Groet,
    Wesley



  • Hoi Wesley,

    Heb het nog eens nagezocht en je had inderdaad gelijk. Het Reynolds-getal in een buis is wel degelijk te berekenen. Foutje bedankt! ;) Ontwerp ziet er strak uit, is hij inmiddels al klaar?

    Met een 60W 30cm diameter ventilator zal je geen windsnelheid van 20 m/s (=72 km/h!) halen. Eerder 1 à 2 m/s. Een windsnelheid van 20 m/s is denk ik ook niet wat je wil voor je model auto. Ik zou op zoek gaan naar een fan die tussen de 8-12 m/s kan blazen. Kijk anders bij verhuurbedrijven als Boels en Bo-rent. Die verhuren verschillende soorten fans.

    Mocht je de windsnelheid van een bepaalde fan willen berekenen, dan moet je bij het verhuurbedrijf (of de fabrikant) nagaan wat het debiet (luchtverplaatsing) van de fan is. Mocht een fan verschillende standen hebben, zou ik het per stand nagaan. Meestal geven fabrikanten het debiet in de eenheid CFM (cubic feet per minute). Dit zou je dan moeten omrekenen naar gewone S.I. eenheden [m3/s].

    Vervolgens kun je met de formule v = Q / A de snelheid berekenen. Hierin is Q het debiet en A de oppervlakte van de fan. Meer info over het debiet vind je hier.

    Ik heb net als Hubert ook geen ervaring met Solidworks. Maar als je er vragen over hebt kun je die gewoon hier stellen. We hebben ook werktuigbouwkundige moderators hier ;)

    Grt. Wouter



  • Hey Wesley,

    Ik heb nog even wat gezocht en kwam dit verslag tegen:

    verslag roundtable

    Dit is wel echt een cool voorbeeld van een windtunnel denk ik. Zoiets zou je ook kunnen maken, heb je dat gedoe met plexiglas ombuigen ook niet ;) Daarbij hebben ze een mooie manier gevonden om de stromende lucht samen te drukken, waardoor je de windsnelheid sterk kan vergroten.

    Wouter



  • Hey!
    Profielwerkstuk moet volgens mij 11 april worden ingeleverd.
    Ah okee, dan zal ik gewoon met een paar touwtjes of iets dergelijks dat uitproberen.
    Nee de buis is helaas niet doorzichtig, het is een echte dikke PVC pijp. Ik denk dat ik daar dus een stuk uit moet gaan zagen en dan wat plexiglas gaan ombuigen, heerlijk die extra meetONnauwkeurigheid. :) Dan gooien we waarschijnlijk een ledje aan de bovenkant zodat we ook nog wat kunnen zien (klein gaatje boren, groot genoeg voor een ledje) en dat is het. Ik zat er ook over na te denken om er misschien een klein cameraatje in te maken gehaald uit een webcam, zodat je je dingen realtime op de computer kan zien. leek me wel vet.

    Wat we gaan doen met die gevonden Cw waarde... nou eigenlijk gaan we met de windtunnel de cw bepalen. We hebben een modelpriusje gehad van de meneer van toyota die we hebben geinterviewt. dus die gaan in de windtunnel.

    In de virtuele windtunnel gaat de auto die (hopelijk) geprint wordt en die auto maar dan aerodynamischer gemaakt. Als ik eerlijk ben vind ik dat echt al een heus onderzoek. Ik ben niet van plan om de auto dan na te bouwen in klei met behulp van een mal en dan die Cw waarde te testen. We doen gewoon wat metingen op verschillende snelheden in de windtunnel en maken dr dan een leuk grafiekje van. (natuurkundigen houden van grafiekjes)

    groet,
    Wesley



  • Hoi Wesley,

    Prima, wanneer moet je je PWS inleveren? Theoretisch gezien klopt de verhouding die je geeft volgens de Reynolds formule. In de praktijk zal het echter niet helemaal hetzelfde zijn en ik durf er dan ook geen voorspelling over te doen. In jouw geval lijkt me de juiste windsnelheid voor je windtunnel degene waarbij de luchtstroom zo laminair mogelijk blijft. Bij welke windsnelheid dit is zul je zelf moeten onderzoeken. Dit kan je makkelijk zien met bijvoorbeeld rook of een dun windvaantje. Is de buis doorzichtig eigenlijk?

    Uiteindelijk is het je doel om de Cw waarde te bepalen en de meest correcte meting zal je krijgen op het moment dat je geen weerstand meet van eventuele turbulentie. Dus probeer verschillende fans op verschillende standen om te kijken hoe je de meest laminaire luchtstroom krijgt.

    Vroeg me trouwens af wat je gaat doen met de gevonden Cw waarde. Ga je het vergelijken met Cw waardes van andere milieu vriendelijke auto's of ga je proberen je model te optimaliseren? In het laatste geval lijkt het me niet onverstandig om ook een auto van klei (of een ander modificeerbaar materiaal) te bouwen!

    Groetjes,
    Wouter



  • Hey! :)
    Zal je dus net zien he... stopt je programma ermee als je lekker bezig bent. Ik was bezig met de bumpers te maken van de auto (http://youtu.be/gFnoYLhQfLs?t=43m9s) en wou daarna de grill doen. Ik probeerde het programma (Rhino) opnieuw op te starten maar toen werkte het niet meer :( Ik ga morgen weer de hele dag het programma proberen te fixen en dan ben ik van woensdag tot vrijdag bij de deeltjes versneller in Aken en ga daarna weer verder met de auto. Je hoort nog van me!
    Groet,
    Wesley



  • Hey Wouter,

    Bedankt! Ik had zelf ook al zoiets gevonden, maar het leek mij te omslachtig om op die manier een hele windtunnel te maken. Ik zal er over nadenken :) het is wel leuk om deze als 2e windtunnel te bouwen. :D

    Groet,
    Wesley



  • Hey Wouter,

    Het is me weer gelukt het programma op de been te krijgen, kben weer hard aan het werk. Ik denk dat ik alleen nog wat spiegeltjes en een setje koplampen maak en misschien nog een eenvoudig grilletje.
    https://fbcdn-sphotos-b-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash3/544644_10200127876232728_1094295837_n.jpg

    Panoramaatje van de deeltjesversneller in Aachen: https://fbcdn-sphotos-e-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/841186_10200127890873094_1094934059_o.jpg
    en even een beeld van hoe dik de betonnen muren eromheen zijn: https://fbcdn-sphotos-c-a.akamaihd.net/hphotos-ak-prn1/46678_10200127905553461_547103421_n.jpg

    Groet,
    Wesley



  • Hey Wesley!

    Wat vervelend van het programma. Dat heb je wel vaker met ontwerpprogramma's, die vreten namelijk werkgeheugen. Dus liefst altijd zo min mogelijk andere programma's draaien als je met zoiets bezig bent. Maar daar was je zelf waarschijnlijk ook al achter. ;)

    Gaaf dat je naar Aken gaat, veel plezier!

    Wouter



  • Ha Wesley,

    Coole foto's! Hoe gaat het nu met je ontwerp?

    Groet,
    Wouter



  • Hey Wesley!

    Ziet er dik uit man, heb hem meteen naar Leapfrog gestuurd en hij gaat vandaag de printer in.
    Ik hou je op de hoogte!

    Grt. Wouter



  • Dit is de link: https://www.dropbox.com/s/kx34rf277fnde3u/Auto profielwerkstuk Wesley.stl
    dit is het uiteindelijke plaatje (:D) https://fbcdn-sphotos-b-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash3/860090_10200267593965584_982577477_o.jpg en ééntje van de achterkant: https://fbcdn-sphotos-c-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash3/860666_10200267643726828_331755518_o.jpg
    Ik weet niet of ze in kleur kunnen printen, maar anders kan ik misschien wel een kleuren stl. geven?
    Trouwens, waarom is er zo veel spam op het forum? Allemaal aziatisch ogende teksten over banken en dergelijke?



  • (L) https://fbcdn-sphotos-d-a.akamaihd.net/hphotos-ak-frc1/860756_10200261140964263_1203505519_o.jpg

    Ik moet nog 1 dingetje doen en dat is de auto 8,2cm hoog maken, hem solide maken en hem dan converten naar .stl daar heb ik dus even iemand om gevraagd of hij dat kon doen (bij mij loopt het programma weer eens vast). Hopelijk is hij morgen af, dan stuur ik hem!


Aanmelden om te reageren
 

Het lijkt erop dat je verbinding naar Forum verloren is gegaan, wacht even terwijl we de verbinding proberen te herstellen.