Diseño óptimo basado en metamodelos de un pedal de freno tipo Fórmula SAE

Tratando de evitar la falla del pedal de freno en los vehiculos de Formula SAE en competencia, se ha impuesto reglamentariamente que el pedal debe soportar como minimo una carga de 2000 N. Por otro lado, el uso de metodos de diseno convencionales y la citada restriccion sobre la carga pueden conducir a pedales de freno sobredimensionados. En este trabajo el problema de interes, i.e., minimizar la masa del pedal de freno (M) sujeto a restricciones estructurales fue sistematicamente resuelto: i) definiendo un modelo numerico de un pedal de freno FSAE, ii) construyendo metamodelos para predecir masa (M), maximo esfuerzo de von Mises (Smax) y factor de pandeo (fpandeo) a partir de disenos de experimentos y resultados de simulaciones numericas, y iii) optimizando adaptativamente la masa del pedal de freno usando metamodelos. La efectividad del enfoque propuesto fue demostrada en el diseno de un pedal de freno tipo FSAE considerando ocho (8) variables de diseno geometricas, y usando Kriging y regresion polinomial como metamodelos. El diseno optimo obtenido exhibe una masa de 157,5 g, lo que representa una disminucion de la masa en el orden del 5,5 % con respecto a un diseno funcional con el mismo factor de seguridad