Utvikling av eksteriørdesign og førerergonomiske løsninger for Dolphin Expression 2.0
Master thesis
![Thumbnail](/nmbu-xmlui/bitstream/handle/11250/2383445/skaar-olsen_2015.pdf.jpg?sequence=6&isAllowed=y)
View/ Open
Date
2016-03-31Metadata
Show full item recordCollections
- Master's theses (RealTek) [1826]
Abstract
Med bilindustriens voksende tempo og de skadelige utslippene dette medfører er det behov for å tenke mindre og lettere biler. Med dette som baktanke er det utviklet et konsept som skal dekke behovet for et mindre, lettere og mer miljøvennlig kjøretøy.
Masteroppgaven er et fremtidsrettet designprosjekt som er basert på et formkonsept ved navn Dolphin, bestående av flere delprosjekter. Tidligere arbeid som har vært gjeldene for dette mastergradsarbeidet er designforslag av interiør [1.9] og hjuloppheng [1.7]. Denne rapporten tar for seg designprosessen av eksteriøret for Dolphin Expression 2.0. Dolphin Expression 2.0 er et lettvekts trehjulskjøretøy beregnet for to personer, med to hjul foran og et hjul bak.
Hovedmålet med masteroppgaven er å konseptualisere og utvikle et mest mulig ergonomisk optimalt design for lettvekts- og småbilkonseptet Dolphin Expression 2.0. Det legges vekt på adkomst, sikt, førerkomfort, sikkerhet og et tiltalende ytre som appellerer til fremtidens design med en mest mulig aerodynamisk effektiv form. Til slutt vil det bli beregnet forskjellige C_d-verdier for ulike hastigheter.
I starten av prosjektperioden ble det sett på konkurrerende produkter for å få en oversikt over markedet. Før utviklingsfasen startet for fullt ble det satt opp en arbeidsplan med tidsfrister for at prosjektet skulle bli ferdig til gitt dato. Det ble laget prosesstrinn og delmål for en systematisk arbeidsprosess.
Ulike metoder for produktutvikling har vist seg å være mye til hjelp, både med tanke på å kunne se utenfor boksen og også jobbe innenfor en gitt ramme. Metoder som integrert produktutvikling og Pugh’s seleksjonsmatriser er brukt i utviklingen av designet samt oppbygning av rapport.
Etter endt teoriutredning og formstudie av bilformens utvikling, ble det laget skisser og forslag til formkonsept, hvor antropometriske mål ble lagt til grunn for utformingen. Basert på teoriutredingen viste det seg at den mest aerodynamiske bilformen var dråpeformet, mens i forhold til bilutviklingstrender viste det seg at designet bør ha en organisk utforming men samtidig bryte opp eksisterende trender ved hjelp av noen uorganiske former. Den endelige designløsningen ble selektert ut ved hjelp av seleksjonsmatriser.
Den valgte løsningen ble så 3D-modellert i SolidWorks, etterfulgt av en ekstern spørreundersøkelse for å få folks reaksjoner om konseptet og generelt meninger rundt designforslaget. Det ble så gjennomført en luftstrømsanalyse i SolidWorks Flow Simulation, for å teste kjøretøyets aerodynamiske egenskaper. Rendrerte fremstillinger av den endelige designløsningen er vist i en markedspresentasjon, hvor Dolphin Expression 2.0 er plassert i forskjellige miljøsettinger.
De totale dimensjonene på kjøretøyet har en lengde på 3784 mm, bredde på 1582 mm og en høyde på 1275 mm. Hovedformen er utformet organisk, mens lyktene er utformet uorganisk. Når det kommer til adkomstløsningen er det tenkt at taket skal heves i front for inn- og utstigning. Valgt materiale for chassis er karbonfiber. Ved hjelp av luftstrømsanalysen ble C_d– verdien beregnet til 0,32, en verdi som lå langt over verdien på 0,24 som ble satt som hypotese. Kostnad i forbindelse med prosjektet er estimert til en verdi på 495 000 kr. For det videre arbeid må det jobbes med å forbedre kjøretøyets aerodynamikk, optimalisere adkomstløsning for å sikre en god ergonomi samt å finjustere kjøretøyets dimensjoner. With the automotive industry growing and with the harmful emissions, there is a need to think
about smaller and lighter cars. Against this ulterior motive, a concept to meet the need for a
smaller, lighter and more environmentally friendly vehicle has been developed.
This master thesis is a future-oriented design project that is based on a form concept named
Dolphin, consisting of several sub-projects. Previous work that has been valid for this
masterwork is the design proposal of interior [1.9] and suspension [1.7]. This report examines
the design process of the exterior design for Dolphin Expression 2.0. Dolphin Expression 2.0
is a lightweight three-wheeled vehicles designed for two people, with two wheels in front and
one wheel in the back.
The main objective of this thesis is to conceptualize and develop the most optimal ergonomic
design for lightweight and small car concept Dolphin Expression 2.0. The emphasis is placed
on accessibility, visibility, operator comfort, safety and an appealing exterior that appeals to the
future design of the most aerodynamically efficient shape. Finally, different 𝐶�_𝑑�-values for
different speeds will be calculated.
At the beginning of the project period, competing products were examined to get an overview
of the market. Before the development started in earnest, a work plan with deadlines for the
project was set up. It was made of process steps and targets for a systematic work.
Different methods of product development has proven to be a lot of help, both in terms of being
able to look outside the box and also work within a given frame. Methods such as integrated
product development and Pugh's selection matrixes are used in the development of the design
and construction of the report.
After completing the theory study and form study of development of car bodies, sketches were
made and suggestions to form concept, where anthropometric measurements were the basis for
the design. Based on the theory investigation it was apparent that the most aerodynamic car
bodies was a drop shape, while in relation to trends in car development it was clear that the
design should have an organic design but at the same time break up existing trends using any
inorganic forms. The final design solution was selected by using selection matrixes.
The final design was then 3D-modeled in SolidWorks, followed by an external examination to
get people's reactions about the concept and general opinions about the design. An airflow
analysis in SolidWorks Flow Simulation was then carried out, to test the vehicle’s aerodynamic
properties. Rendering pictures of the final design solution is shown in a market presentation,
where Dolphin Expression 2.0 is placed in various environmental settings.
The overall dimensions of the vehicle have a length of 3784 mm, width of 1582 mm and a
height of 1275 mm . The basic shape is formed organic, while the lamps are designed unorganic.
When it comes to access solution the idea is that the ceiling should be raised in front of the
entrance and the exit. Selected material for chassis is carbon fiber. Using airflow analysis the
𝐶�_𝑑�-value was estimated at 0.32, a value that was far above the value of 0.24 that was set as a hypothesis. Cost for the project is estimated at a value of 495 000 kr. For the further work
should be working to improve vehicle aerodynamics, optimizing access solution to ensure a
good ergonomics as well as to refine the vehicle’s dimensions.