Análisis de prestaciones mecánicas del chasis y basculante de una motocicleta eléctrica utilizando software-CAE

Abstract

La transición hacia vehículos eléctricos presenta retos para la industria automotriz en Ecuador. Las motocicletas eléctricas, en particular, surgen como alternativas sostenibles frente a motocicletas de combustión interna. No obstante, existen desafíos técnicos significativos relacionados con la seguridad, durabilidad y eficiencia estructural de componentes clave como el chasis y el basculante. El objetivo principal de esta tesis es evaluar las prestaciones mecánicas del chasis y basculante de una motocicleta eléctrica mediante el método de elementos finitos (FEA). Para ello, se utilizó software CAD (SolidWorks®) y CAE Altair® HyperMesh®, para modelar y simular las estructuras bajo diversas condiciones de carga en escenarios como frenado, aterrizajes y curvas, utilizando acero ASTM A36 y aluminio 6061-T6. También se analizó la rigidez torsional y lateral, y las frecuencias naturales para los primeros modos de vibración, para asegurar un desempeño óptimo y proponer mejoras estructurales. Los resultados demostraron que el chasis original en acero es adecuado para cargas moderadas (1g), pero muestra limitaciones bajo condiciones extremas (2g y 3g). El rediseño estructural con refuerzos mejoró significativamente la capacidad de carga, elevando el factor de seguridad hasta 3.1. Las frecuencias naturales del chasis y basculante reforzados superaron las del diseño original; además el uso de aluminio redujo el peso en un 71.7%, aunque requiere estudios adicionales sobre resistencia de vida media bajo cargas de fatiga, análisis de dinámica de cuerpos múltiples y estudio de campo.