Ingeniería

Investigación para mitigar las vibraciones en automóviles

(NC&T) "El reposacabezas y su mecanismo de ajuste aparentemente simple, han demostrado ser asombrosamente complejos", destaca Douglas Adams, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Purdue. Él y Janette Jaques han aplicado modelos matemáticos que simulan las vibraciones del reposacabezas, para efectuar sus análisis destinados a reducir estos incómodos temblores estructurales y elaborar diseños que eliminen esa molestia.

Los mismos modelos y técnicas experimentales desarrollados en la investigación, podrían utilizarse para reducir las vibraciones y los chirridos en otros componentes, como por ejemplo paneles de instrumentos, asientos, componentes del sistema de suspensión y mecanismos del cinturón de seguridad.

Un automóvil tiene miles de piezas. Siempre que un elemento esté colocado junto a otro y sin soldadura que los una, existe la posibilidad de que choquen entre sí, y causen las mencionadas vibraciones. Esto constituye un problema común en todos los sectores industriales.

El nuevo estudio analiza las vibraciones en el reposacabezas, que es un sistema asombrosamente complicado. El mecanismo debe ser lo bastante rígido como para evitar que el reposacabezas se caiga, pero no tan rígido que le impida a la persona ajustarlo con facilidad.

Menos vibraciones en los automóviles
Janette Jaques coloca un sensor. (Foto: Purdue News Service/David Umberger)
El modelo matemático que los investigadores han elaborado incluye cuatro ecuaciones en correspondencia con cuatro elementos estructurales básicos en el sistema del reposacabezas, lo cual permite simular con gran fidelidad las vibraciones que se manifiestan en esta parte del automóvil. Los ingenieros han puesto a prueba su modelo comparando sus simulaciones con los datos registrados al hacer estremecer el asiento de un automóvil con equipos hidráulicos. Mientras el asiento es agitado, los sensores fijados en varios puntos del reposacabezas, registran los datos sobre las vibraciones.

Los investigadores utilizaron el modelo matemático para identificar cuán susceptible a las vibraciones sería un diseño estructural dado.

Determinar con precisión cuáles son las frecuencias de vibración que hacen que el reposacabezas tiemble, permitiría a los fabricantes de autos "afinar" mejor los sistemas de suspensión de los vehículos, con el fin de reducir las vibraciones más molestas.

Es necesario trabajar con el modelo "virtual" matemático, modificable a voluntad en sus "rasgos físicos", porque hay muchas formas posibles de solucionar el problema. Desarrollar este estudio construyendo y probando uno a uno diferentes prototipos físicos, resultaría una labor ingente, y de viabilidad dudosa.

Incrementar la masa del reposacabezas podría ser una vía para reducir las vibraciones, y además es un cambio de diseño que se podría poner a prueba con este modelo.


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