Análisis FEM del chasis para motos doble propósito de alta cilindrada con el uso de parrillas de carga

Abstract

La instalación de portaequipajes en motocicletas doble propósito altera su diseño original, generando momentos de flexión críticos y concentraciones de tensión en el subchasis que provocan fallas por fatiga. Este trabajo evaluó y comparó, mediante el Método de Elementos Finitos, la integridad estructural de un bastidor multitubular con dos diseños de parrilla, proponiendo mejoras geométricas para garantizar la seguridad del vehículo. El proceso se estructuro bajo un enfoque de ingeniería asistida por computadora, comenzando con ingeniería inversa mediante escaneo 3D para la digitalización paramétrica del chasis; continuó con el modelado CAD del bastidor y de dos variantes de parrilla fabricadas en acero ASTM A36 (un diseño comercial tubular y un diseño propuesto en chapa metálica); y concluyó con la validación numérica. Se aplicaron las condiciones de carga máxima (pasajero: 784 N; equipaje: 352.8 N con factor de amplificación dinámica de 2) y se evaluó el criterio de fatiga de Goodman. Los resultados muestran que ambos conjuntos garantizan un diseño seguro a fatiga. El modelo tubular registró un esfuerzo de Von Mises de 126.5 MPa, una deflexión de 2.43 mm y un factor de seguridad (FS) de 1.97 en los tubos del chasis. El diseño en chapa arrojó un esfuerzo de 133.1 MPa, FS de 1.87 y 1.09 a la fatiga, lo que logró desplazar el punto crítico desde el marco principal hacia el componente intercambiable. Se concluye que la parrilla en chapa mejora la rigidez a la flexión al disminuir la deformación a 1.73 mm (mejora del 28.8%) y disminuye las tensiones localizadas en el chasis, validando el conformado de chapa como una opción eficiente.