Get notified when we add a new DonkervoortOther Model Manual
Summary of Content
FOCUS DESIGN Donkervoort sneller op weg met Solidworks Sportwagenfabrikant Donkervoort heeft de D8 GTO in veel kortere tijd kunnen ontwikkelen door gebruik te maken van Solidworks Simulation en Flow Simulation-software. In dit artikel vertelt designer Jordi Wiersma over de ontwerpuitdagingen en de voordelen die 3D-simulaties het bedrijf opleveren. Peter Gloudemans D onkervoort Automobielen uit Lelystad ontwikkelt en bouwt al sinds 1978 sportauto’s. Die onderscheiden zich door hun aansprekende styling, ultralage gewicht, hoge vermogen en rasechte sportwagenbeleving. Zo is de D8 GTO, met een vermogen van 340 tot 380 pk en een gewicht van circa zevenhonderd kilo, momenteel een van de snelste straatauto’s ter wereld. De bolide accelereert namelijk in 2,8 seconden naar 100 km/u en bereikt een top van circa 270 km/u. Het nieuwe model is aanzienlijk groter dan zijn voorganger, maar onder meer dankzij innovatief gebruik van composietmaterialen amper zwaarder. De D8 GTO is ontwikkeld volgens de bedrijfsslogan: ‘no nonsense & no compromise’. Joop Donkervoort is met zijn team al meer dan vijfendertig jaar op zoek naar de finesse en perfectie van hoe een echte sportwagen eruit moet zien en hoort te presteren. Het bedrijf begon auto’s te bouwen in een schuur maar Donkervoort Automobielen is uitgegroeid tot een wereldwijd bekende sportwagenfabrikant die ook op innovatieve wijze gebruikmaakt van hightech apparatuur en software. Eind mei 2014 heeft het een tweede vestiging in Duitsland geopend. Alle Donkervoort-auto’s zijn uitgerust met een krachtige en betrouwbare Audimotor, maar ontberen elektronische hulpmiddelen als ABS, ESP en stuurbekrachtiging. Terwijl andere sportauto’s steeds groter en zwaarder werden – mede om te kunnen voldoen aan de toenemende regelgeving – hield Donkervoort vast aan de lichtgewichtvisie. Daardoor hebben zijn sportauto’s een uitzonderlijk goede wegligging en interactie met de bestuurder, zowel op gewone autowegen als circuits. 38 MECHATRONICA&MACHINEBOUW 5 ‘We moeten continu blijven innoveren en onze prestaties verbeteren om in de sterk concurrerende sportwagenmarkt onderscheidende toegevoegde waarde te kunnen leveren’, zegt designer Jordi Wiersma. ‘Tegelijkertijd hebben we ons als doel gesteld om de productiecapaciteit in drie jaar tijd te verdubbelen, van vijfentwintig stuks in 2013 naar vijftig in 2016. Dat kan alleen door tijdrovende processen, zoals het ontwerpen, ontwikkelen en testen van nieuwe modellen, aanzienlijk te verkorten. Met de door Cadmes geleverde Solidworks Simulation- en Flow Simula­ tion-software is dat bij de D8 GTO al succesvol gelukt.’ Ademhaling Alle ontwerpers van auto’s moeten rekening houden met meer en strengere regelgeving op het gebied van kwaliteit en veiligheid. Verder zijn mensen in de loop der jaren steeds groter geworden, wat de afge- lopen decennia uiteraard ook zijn invloed heeft gehad op de carrosserie. Een auto met een groter frontaal oppervlak heeft echter gevolgen voor zowel het gewicht als de aerodynamische eigenschappen. ‘Sinds een aantal jaren simuleren wij onze ontwerpvarianten eerst in een virtuele 3D-omgeving, om de optimale vormgeving te vinden’, vertelt Wiersma. ‘Daardoor wordt er zowel minder als later in het proces met fysieke prototypes getest. Dat scheelt veel kostbare ontwikkeltijd en ook geld. Het totale aerodynamicaontwerpproces duurde vroeger twee tot drie jaar, terwijl we daar nu met Solidworks Flow Simulation nog maar een jaar voor nodig hebben. Ook kunnen wij sneller verbeteringen aanbrengen en daardoor met grotere vrijheid experimenteren met mogelijke ontwerpaanpassingen.’ Uit de simulaties voor de D8 GTO bleek dat de ideale dakhelling twaalf graden was; dan zijn de turbulenties zo klein mogelijk. ‘Verder hebben we dankzij die S inds een paar jaar simuleren de engineers hun ontwerpvarianten in een virtuele 3D-omgeving. Dat scheelt veel ontwikkeltijd en bespaart geld omdat er minder botsproeven nodig zijn. D  e Donkervoort D8 GTO accelereert in 2,8 seconden naar 100 km/u en heeft een topsnelheid van 270 km/u. software met ‘vleugels’ boven de achterlichten een luchtstromingsprobleem bij de achterspatborden kunnen oplossen.’ Voor de prestaties van sportauto’s is ook de ademhaling belangrijk, weet Wiersma. ‘Dat gaat bij hoge snelheden vaak wel goed, maar bij lage snelheden kunnen er onvoorziene problemen optreden. Tot voor kort maakten we een inlaatspruitstuk zo glad mogelijk. De simulaties in Solidworks Flow Simulation toonden echter aan dat een enigszins ruw oppervlak de lucht makkelijker laat stromen. Dat hadden we zonder die software nooit zo snel ontdekt.’ Breekpunt Een belangrijke doelstelling van Donkervoort is consistent hoge kwaliteit sportwagens te leveren, voor zowel de rijbeleving als veiligheid van de bestuurder. Het chassis van de GTO bestaat net als bij de GT deels uit staal en deels uit composiet en weegt slechts 54 kilo. Waar mogelijk gebruikt het bedrijf hightech composietmaterialen om zowel het chassis als de carrosserie te optimaliseren voor sterkte en gewicht. Omdat composieten in tegenstelling tot metalen echter niet isotroop zijn, hebben ze niet in alle richtingen dezelfde eigenschappen. Dit betekent dat als zo’n composiet in de ene richting vele malen sterker is dan staal, het in een andere richting bij een lichte belasting al kan breken of versplinteren. Daarom vereist de toepassing van composieten gedetailleerd inzicht in de materiaaleigenschappen en het materiaalgedrag onder alle mogelijke gebruiksomstandigheden. De Donkervoorts rijden zowel op de openbare weg als op een circuit. ‘We simuleren dat rijgedrag met Solidworks Simulation’, zegt Wiersma. ‘Om de veilig- heid verder te verhogen, hebben we voor de GTO nieuwe deuren ontwikkeld. In het ontwerp daarvan is bijvoorbeeld een holle zijbalk aangebracht, die zowel bestaat uit composiet als aramide en is gevuld met een speciaal schuim. Deze balk had aan de bovenkant eerst een scherpe rand, waarin bij een hoge puntbelasting mogelijk een breuk kon ontstaan. Door die rand ronder te maken, verdween het breekpunt echter vanzelf. Zonder geavanceerde simulatiesoftware zijn dat soort optimalisaties niet of veel moeilijker door te voeren. Dus zonder dure en tijdrovende botsproeven te hoeven uitvoeren, heeft Solidworks Simulation ons geholpen om een extreem veilige nieuwe deur te ontwerpen, die anderzijds ook weer niet te zwaar is geworden.’ snelheid als voor de wegligging’, vertelt Wiersma. ‘Met de Solidworks-simulatiesoftware zijn we erachter gekomen hoe de luchtstroom onder onze GTO het beste kan worden afgevoerd voor een optimale downforce. Tijdens die simulaties ontdekten we echter ook een turbulente luchtstroom achter het carter. Die benutten we nu als extra koeling voor de motor, de aandrijfas B ij de Donkervoort Academy kan elke Donkervoort-rijder een racecursus volgen. De feedback die de autobouwer daar krijgt, gebruikt hij om zijn bolides te verbeteren. Luchtstroom Donkervoorts lenen zich er bij uitstek voor om ook op circuits te racen. Om dat op verantwoorde wijze te stimuleren, heeft het bedrijf de Donkervoort Academy opgericht, een eigen raceploeg en de Donkervoort Cup geïnitieerd. Bij de Donkervoort Academy kan elke Donkervoort-rijder zich laten opleiden tot coureur, waarbij wordt gestart met trainingen in snelle karts en daarna in de eigen sportauto. Behalve dat de meeste Donkervoortrijders dat racen leuk en spannend vinden, leveren de ervaringen die daarbij worden opgedaan waardevolle feedback op voor de afdeling design & engineering. Het zo snel mogelijk optrekken, hard rijden en plotseling remmen op racecircuits stelt alle onderdelen namelijk enorm op de proef. Die rechtstreekse uitwisseling van praktijkervaringen tussen race- en straatauto’s vormt mede het karakter van elke Donkervoort. ‘Bij races is het aerodynamische gedrag van sportauto’s zowel belangrijk voor de en het achterdifferentieel. Zo hebben we een mogelijk probleem kunnen ombuigen naar een innovatieve oplossing. Omdat de gebruikte materialen en verwerkingsprocessen steeds complexer worden, kun je als autofabrikant in de toekomst niet meer innoveren zonder 3D-software zoals Solidworks Simulation en Flow Simulation.’ Peter Gloudemans is pr- en marketingconsultant bij Co-Workx, dat onder meer werkt voor Dassault Systèmes. Redactie Alexander Pil MECHATRONICA&MACHINEBOUW 5 39