Matemática aplicada para la optimización del diseño de una biela de un motor de combustión interna

Resumen

En la presente investigación se realizó la optimización del diseño de una biela de un motor de combustión interna de dos tiempos, empleando el análisis matemático, la teoría del diseño mecánico, selección de materiales y el análisis transitorio de cargas ejercidas en el conjunto pistón – biela durante un ciclo normal de funcionamiento. Para lo cual se realizó una investigación aplicada, con un enfoque cuantitativo ya que se levantó información de la presión ejercida sobre el pistón mediante un sensor piezoeléctrico para medición de presiones. Mediante ecuaciones matemáticas y con base en los datos de presión se obtuvieron los valores de las fuerzas distribuidas sobre la biela.  Se utilizó el software SolidWorks para el rediseño del modelo óptimo y el software ANSYS para la validación del diseño final de la biela. Se logró un diseño óptimo de la geometría de la biela con una reducción de 0,025 kg de masa y con un material Acero AISI 1040.