Modelado e Análise de Suspensão Traseira de Motocicleta

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
 
 
 ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
 UNIDAD TICOMAN 
 
 
 
 “MODELADO Y ANÁLISIS DE LA SUSPENSIÓN 
 TRASERA DE UNA MOTOCICLETA” 
 
 
 
 T E S I N A 
 
 QUE PARA OBTENER EL TITULO DE 
 INGENIERO EN AERONÁUTICA 
 
 PRESENTAN: 
 FIGUEROA HERNANDEZ JOSE MANUEL 
 HERNANDEZ TREVIÑO JULIO CESAR 
 
 ASESORES: 
 ING. FERNANDO VAZQUEZ PANIAGUA 
LIC. DAVID TORRES ÁVILA 
 
 MEXICO, D.F. OCTUBRE 2013 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERíA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
UNIDAD TICOMÁN 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN AERONÁUTICA 
POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN: SEMINARIO 
DEBERÁN PRESENTAR: LOS Ce. PASANTES: 
FIGUEROA HERNANDEZ JOSE MANUEL 
HERNANDEZ TREVIÑO JULIO CESAR 
"MODELADO Y ANÁLISIS DE LA SUSPENSIÓN TRASERA DE UNA 
MOTOCICLETA" 
RESUMEN 
ABSTRACT 
INTRODUCCIÓN 
CAPÍTULOI TEORÍA DE MOTOCICLETAS 
CAPÍTULO 11 MODELADO DE LA SUSPENSIÓN TRASERA 
CAPÍTULO III ANÁLISIS DE LA SUSPENSIÓN TRASERA MEDIANTE 
ELEMENTO FINITO 
RESULTADOS 
CONCLUSIONES 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
LIGASWEB 
ANEXOS 
México, DF., a 14 de octubre de 2013. 
ASESORES 
ING. AZQUEZ PANIAGUA LIC. DAVID TORRES AVILA 
IN 
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INDICE PAGINA 
Glosario de términos 
Glosario de acrónimos 
Lista de figuras 
Lista de tablas 
Resumen 
Abstract 
Introducción……………………………………………………………………………. 9 
 Justificación…………………………………………………………………………. 10 
 Antecedentes……………………………………………………................. 11 
 Objetivo general………………………………………………………………….. 12 
 Objetivos específicos………………………………………………………….. 12 
 Hipótesis………………………………………………………………………………. 13 
 Marco teórico………………………………………………………………………. 14 
 Metodología…………………………………………………………………………. 23 
 Descripción de capítulos……………………………………………………… 24 
Capítulo 1 
TEORÍA DE MOTOCICLETAS. 
 
1.1 Historia de la Motocicleta……………………………………………. 25 
1.2 Partes Principales de la Motocicleta……………………………. 30 
1.3 Historia de la Suspensión Trasera………………………………. 31 
1.4 Sistema de Suspensión Trasera Britten…………………….. 34 
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INDICE PAGINA 
Capítulo 2 
MODELADO DE LA SUSPENSIÓN TRASERA. 
 
2.1 Modelado de los Elementos de la Suspensión………………. 36 
2.2 Ensamble de la Suspensión……………………………………….. 42 
Capítulo 3 
ANALISIS DE LA SUSPENSIÓN TRASERA MEDIANTE 
ELEMENTO FINITO. 
 
3.1 Datos de Partida………………………………………………………. 44 
3.2 Mallado del Modelo…………………………………………………… 45 
3.3 Simulación……………………………………………................... 51 
Resultados……………………………………………………………………………… 53 
Conclusiones…………………………………………………………………………. 55 
Referencias Bibliográficas…………………………………………………. 56 
Ligas Web ……………………………………………………………………………… 57 
Anexos......................................................................... 58 
 
 
 
 
 
 
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GLOSARIO DE TÉRMINOS 
Balancín: Pieza de las motocicletas que consiste en una barra unida a 
un eje, cuyo movimiento es oscilatorio y sirve para transformar o 
regularizar otro movimiento. 
Ballesta: Órgano de suspensión de la motocicleta formado por láminas 
de acero. 
Barra de torsión: es un elemento de acero que conecta los ejes de la 
suspensión con el fin de reducir el movimiento del chasis causado por 
una fuerte demanda en los giros. 
Cardán: es un componente mecánico, descrito por primera vez por 
Girolamo Cardano, que permite unir dos ejes no colineales. Su objetivo 
es transmitir el movimiento de rotación de un eje al otro a pesar de la 
no colinealidad. 
Elastómeros: son aquellos polímeros que muestran un comportamiento 
elástico. 
Flameo: es una inestabilidad aeroelástica por la cual una estructura al 
vibrar absorbe energía del fluido circundante de tal forma que es 
incapaz de disipar en un ciclo de vibración toda la energía que absorbe. 
Manillar: Pieza motocicleta en la que se apoyan las manos para 
controlar la dirección. 
Solicitación: tipo de acción o fenómeno externo que afecta a una 
estructura y necesita ser tenido en cuenta en los cálculos estructurales. 
Vaivén: Balanceo, movimiento alternativo y sucesivo de un lado a otro. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero
http://es.wikipedia.org/wiki/Suspensi%C3%B3n_%28autom%C3%B3vil%29
http://es.wikipedia.org/wiki/Chasis
http://es.wikipedia.org/wiki/Girolamo_Cardano
http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_de_rotaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero
http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_%28mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos%29
http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad_%28mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos%29
http://es.wikipedia.org/wiki/Aeroelasticidad
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GLOSARIO DE ACRÓNIMOS 
 
CAD Computer-Aided Design 
CC Cilindrada del Motor. 
Cdg Centro de Gravedad. 
Cm3 Centímetro Cúbico. 
CV. Caballo de Vapor. 
E Módulo de Elasticidad [Pa]. 
F Fuerza [N]. 
FS Factor de Seguridad. 
GP Gran Prix. 
K Constante de Amortiguamiento [N/m] 
Kg Kilogramo. 
Km/h Kilometro por Hora. 
M Masa. 
m Metro. 
mm Milímetro. 
N Newton. 
Pa Pascal. 
S2 Segundo Cuadrado. 
 Esfuerzo de Cedencia [Pa]. 
 Coeficiente de Poisson. 
 
 
 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Ni
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LISTA DE FIGURAS 
 
No. de figura Descripción Página 
1 Tren trasero de una RG 500 de carreras con 
amortiguadores inclinados………………………….. 
16 
2 Bieleta corta con ángulo de giro grande………...... 18 
3 Sistema de Bieletas…………………………………. 
 
18 
4 Funcionamiento de una bieleta…………………….. 19 
5 El ‘Uni-Trak’ de Kawasaki del año 1985…………... 19 
6 Diseño de Suzuki GSX 600 de 2000………………. 
 
20 
7 Yamaha RD500LC de 1984………………………… 20 
8 
Sistema de suspensión de una motocicleta con 
motor Rotax 250cc………………………………….. 
21 
9 Bieleta con balancines……………………………… 22 
10 Partes de una motocicleta………………………….. 30 
11 Suspensión trasera Britten………………………….. 35 
12 Agujero de anclaje superior………………………… 
 
36 
13 Parte superior de la suspensión…………………… 37 
14 Vástago de la suspensión………………………….. 
 
37 
15 Agujero anclaje inferior……………………………… 
 
38 
16 Parte inferior de la suspensión…………………….. 39 
17 Desarrollo del resorte……………………………….. 39 
18 Plano del resorte…………………………………….. 
 
40 
19 
Hélice del resorte…………………………………….. 
40 
20 Resorte……………………………………………….. 41 
21 Corte del resorte…………………………………….. 41 
22 CATPART a ensamblar…………………………….. 42 
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No. de figura Descripción Página 
23 Alineado de elementos……………………………… 
 
43 
24 Suspensión ensamblada……………………………. 
 
43 
25 Geometría a Analizar………………………………... 
 
44 
26 Tipos de Elementos para el mallado………………. 45 
27 Propiedades de los materiales…………………….. 
 
46 
28 Secciones transversales para el análisis…………. 47 
29 Cambio de coordenadas del espiral……………….. 
 
47 
30 Parámetros del mallado…………………………….. 
 
48 
31 
Número de divisiones de los elementos………….. 
48 
32 Elemento dividido……………………………………. 49 
33 Mallado de la suspensión…………………………… 49 
34 Fuerzas aplicadas…………………………………… 
 
50 
35 Solución del modelo………………………………… 
 
51 
 36 Desplazamientos máximos del resorte……………. 52 
37 Lista de tipos de esfuerzos…………………………. 53 
38 Esfuerzos máximos en el resorte………………….. 
 
54 
 
LISTA DE TABLAS 
 
No. de tabla Descripción Página 
Tabla 1 Características de los materiales………………………. 45 
 
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Página 7Resumen 
 
En este proyecto se plantea el modelado y análisis de un sistema de 
suspensión viable para una motocicleta. 
 
Se comienza viendo la evolución de los sistemas de suspensión que han 
habido a lo largo de la historia de las motocicletas y los tipos más 
comunes que existen actualmente y su funcionamiento, con esta 
introducción se presenta la propuesta de modelado del sistema de 
suspensión, el sistema escogido se optimiza para que cumpla con los 
requisitos de la motocicleta. 
 
Finalmente se lleva a cabo el análisis del conjunto. 
 
 
 
 
 
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Abstract 
 
This project proposes the modeling and analysis of a workable 
suspension system for a motorcycle. 
 
We start off by studying the evolution of suspension systems that have 
existed throughout the history of motorcycles and the most common 
types that currently exist and function, with this introduction the 
proposed suspension system modeling is presented, the system chosen 
is optimized to meet the requirements of the motorcycle. 
 
Finally the analysis of the whole is performed. 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
 
Las motocicletas necesitan en su estructura un sistema capaz de 
absorber las oscilaciones del terreno. Debido a que el terreno no es 
completamente uniforme, se producen constantes elevaciones y 
hundimientos del conjunto. Esto no plantea grandes problemas a baja 
velocidad, pero si ésta aumenta, se llega a un punto en que la moto 
salta sobre el terreno por efecto de la inercia, perdiendo contacto con el 
suelo, y, por tanto, capacidad de maniobra. Además, los constantes 
saltos causan incomodidad al piloto y los pasajeros, que se ven 
continuamente sacudidos sobre el vehículo. 
 
Para evitar estos efectos, se incorpora algún mecanismo entre las 
ruedas, que deben estar en contacto firme con el suelo y el resto del 
bastidor. Estos mecanismos forman el conjunto de lo que se denomina 
“suspensión”. 
 
Los elementos de la suspensión de una motocicleta se pueden dividir en: 
 
-Horquilla delantera 
-Conjunto muelle-amortiguador trasero con basculante 
-Amortiguador de dirección 
 
Entre estos elementos, el proyecto se centra en analizar el resorte 
trasero para comprender la función del mismo. 
 
 
 
 
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JUSTIFICACIÓN 
 
El proyecto surge de la necesidad de dotar a una motocicleta de 125cc 
de un sistema de suspensión con una serie de ventajas que le den al 
conjunto de un plus de competitividad mejorando la tracción y la 
estabilidad. 
 
La solución que finalmente se adopta es un sistema de suspensión que, 
cuando las solicitaciones son pequeñas, tiene un comportamiento propio 
de una suspensión suficientemente blanda absorbiendo las 
irregularidades del terreno manteniendo siempre dentro de los 
márgenes posibles, el contacto del neumático con el asfalto. Pero 
cuando las solicitaciones son mayores como es el proceso de aceleración 
máxima o el paso por curva, donde la solicitación puede ser de un 300% 
de la que tendría la motocicleta en la situación de rodaje normal, la 
suspensión se vuelva más rígida dándole a la máquina estabilidad 
evitando “flameos” y “vaivenes”. 
 
Con este sistema de suspensión, se logra un aumento de rendimiento 
global de la motocicleta optimizando la tracción y permitiendo un paso 
por curva más rápido. 
 
 
 
 
 
 
 
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ANTECEDENTES 
 
El constante desarrollo e investigación ha conseguido que en los últimos 
cuarenta años se haya avanzado muchísimo en el campo del estudio de 
las suspensiones de motocicletas. Si nos remontamos a las primeras 
motocicletas se distingue una suspensión trasera inexistente, debido a 
que se montaba el chasis de manera rígida al basculante dejando la 
misión de amortiguar al asiento que contaba con unos muelles en su 
parte inferior. 
 
En los últimos cincuenta años se produce una gran evolución en los 
sistemas de suspensión trasera y unión al basculante, reinventándose 
una y otra vez diferentes sistemas hasta que la firma de motocicletas 
Yamaha, en los años 70 empleó un sistema innovador de suspensión 
progresiva denominada “cantilever”. Dicho sistema constaba de un solo 
amortiguador uniendo el basculante al chasis a través del amortiguador 
que se escondía debajo del depósito. 
 
En los años 80 Kawasaki ya montaba en sus modelos de GP un sistema 
de suspensión progresiva denominado PRO-LINK en el que se monta un 
balancín para efectuar la unión entre el chasis y el amortiguador y 
uniendo de forma directa éste al basculante. Se consigue una 
progresividad en el recorrido de la suspensión consiguiendo mejores 
características a la hora de rodar. 
 
 
 
 
 
 
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OBJETIVO GENERAL 
Analizar estructuralmente el sistema de suspensión trasera, como 
prioridad el resorte, para una motocicleta de 125cc, para optimizar la 
tracción y estabilidad. 
 
Más concretamente se pretende modelar y analizar un sistema de 
suspensión con un buen comportamiento dinámico que facilite el manejo 
de la moto pero a la vez sea diferente a lo visto normalmente en las 
motocicletas de calle. 
 
Para ello se estudiaran las distintas alternativas de suspensión trasera 
existentes en la actualidad en el mercado y pasadas a lo largo de la 
historia de la motocicleta, analizando y valorando cada una de ellas, y 
comparándolas entre sí. 
 
 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
Dar con la mejor solución que permita alcanzar los fines perseguidos. 
Esto supone un intenso proceso de información, investigación y 
recopilación de información de diversas fuentes, que permitan obtener el 
conocimiento suficiente para poder realizar la elección de modo 
acertado. 
 
Se deberá comparar y elegir entre varias geometrías y materiales que 
conforman la suspensión. Se realizara el modelado que será valorado 
mediante herramientas de elementos finitos, en busca de las mejoras 
que se ajusten a las necesidades. 
 
 
 
 
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HIPÓTESIS 
Si analizamos el comportamiento del resorte de la suspensión trasera en 
cuanto a su geometría y material propuesto, entonces evaluaremos las 
ventajas para la motocicleta de 125 cc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MARCO TEÓRICO 
La función primaria de la suspensión de la moto es aislar al piloto y al 
cuerpo principal de la máquina de los baches y oscilaciones de la 
carretera. Para mejorar el confort del piloto y para mejorar la fiabilidad 
y longevidad de la moto. Para hacer esto, y para mejorar el rendimiento 
en competición del conjunto motriz, es fundamental que las ruedas se 
mantengan en un contacto lo más estrecho posible con el suelo para 
conseguir un control y un agarre a la carretera máximo. 
 
Las suspensiones disponen de dos sistemas, el resorte y el freno 
hidráulico. El primero suele ser un muelle helicoidal, aunque a veces se 
trabaja con ballestas, elastómeros o barras de torsión. Su función es 
absorber la energía que se produce durante el desplazamiento de la 
masa suspendida (ruedas y la parte de la suspensión fija a ellas), para 
devolverla a su posición inicial una vez que ha cesado la causa que 
produce el desplazamiento (baches, fuerza centrífuga en las curvas, 
inercia al acelerar o frenar.... 
 
El problema puede venir de las inercias de los resortes y del movimiento 
en el que liberan la energía ya que viene sucedido por oscilaciones de 
extensión y compresión. Para evitar que las suspensiones vayan 
extendiéndose y comprimiéndose constantemente mientras la 
motocicleta circula, se instala un freno a estos movimientos parásitos: 
es el sistema hidráulico. 
 
Mientras el recorrido del muelle dependede la fuerza que se le aplique, 
el sistema hidráulico depende de la velocidad del desplazamiento. Un 
muelle se comprime más conforme aumenta la carga sobre él, un 
sistema hidráulico se endurece cuando aumenta la velocidad del 
desplazamiento. Esto es muy importante, porque separa la regulación 
de ambos sistemas dependiendo del problema. Si este está causado por 
la fuerza que provoca el movimiento (topes o falta de recorrido en la 
suspensión), es el muelle el factor a considerar. Si por el contrario es la 
velocidad de trabajo (oscilaciones, rebotes, movimientos parásitos....) 
es el hidráulico el sistema a regular. 
 
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Una buena suspensión optimiza el rendimiento de la moto, haciendo que 
el flujo de potencia desde la planta motriz hasta la rueda y el asfalto sea 
con las menores pérdidas posibles. De nada sirve una motocicleta que 
tenga una gran potencia si la suspensión no garantiza el contacto de la 
rueda que haga efectiva esa potencia. 
 
 
Resulta muy complejo diseñar un sistema de suspensiones en una 
motocicleta debido al vasto rango de demandas contradictorias 
provocadas por el diseño del vehículo y la necesidad de inclinarse para 
tomar las curvas. La baja relación entre la distancia entre ejes y la 
altura del CdG da lugar a una gran transferencia de carga al acelerar y 
al frenar. A la vez, la suspensión debe mantener su capacidad para 
absorber los baches de la carretera. Los requerimientos de confort y 
agarre se encuentran normalmente en conflicto. 
 
A lo largo de los años, se han ido desarrollando distintos sistemas de 
suspensiones de acuerdo a los requerimientos del tipo de motocicleta y 
de las características de pilotaje. 
 
En los primeros años del interés por el diseño optimizado de 
suspensiones para motocicletas, se optaba por sistemas simples 
conectando directamente el amortiguador a puntos específicos 
estratégicos del basculante. A menudo era frecuente la necesidad de 
instalar dos amortiguadores (uno a cada lado del basculante) debido a la 
escasa rigidez torsional que presentaban los primeros diseños de 
basculantes. Para darle un plus de rendimiento a estos sistemas de 
suspensiones, se instalaban muelles de constante progresiva que se 
endurecían a medida que se comprimían. 
 
La consecución de sistemas de suspensiones de constante progresiva se 
ha ido haciendo muy necesaria sobre todo en motocicletas de 
competición ya que se va endureciendo a medida que las solicitaciones 
dinámicas van creciendo. 
 
Así por ejemplo, cuando la motocicleta va en recta a velocidad máxima, 
las solicitaciones serán propias de una suspensión menos rígida, que 
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consiga que la rueda siga siempre el perfil del terreno. Cuando hay un 
paso por curva o una frenada potente, la carga que soporta es mucho 
mayor (se triplica en un paso por curva) y es justo en esos instantes 
donde el control de la moto se hace crucial, luego se hace necesaria las 
ventajas de una suspensión con una rigidez mayor. Si es el caso de la 
aceleración, la suspensión debe bajar un poco al principio para que se 
produzca la transferencia de masa deseada pero a su vez la 
transferencia de potencia debe ser máxima lo que requiere una 
suspensión de gran firmeza. 
 
En sus inicios, para conseguir los efectos deseables de la suspensión 
progresiva, se instalaban los amortiguadores en lugares 
geométricamente estratégicos que conseguían que el sistema 
evolucionase de la forma más parecida a lo que se estaba buscando. 
 
Como podemos observar en la siguiente figura: 
 
 
Figura 1. Tren trasero de una RG 500 de carreras con amortiguadores 
inclinados. El punto ‘A’ es el anclaje del basculante, ‘B’ es anclaje superior del 
amortiguador. ‘C’ es el anclaje inferior del amortiguador cuando la suspensión está 
extendida y ‘D’ es el anclaje inferior del amortiguador cuando la suspensión está 
comprimida. L1 es el brazo de palanca con la suspensión extendida y L2 es el 
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brazo de palanca con la suspensión comprimida. L2 es mayor que L1, por lo que 
la constante elástica efectiva será mayor cuando la suspensión esté comprimida. 
Si sacamos medidas a escala de la foto, L2:L1= 1.05. La relación entre las dos 
constantes es igual al cuadrado de este valor, o en otras palabras, la constante 
con la suspensión comprimida es un 11% mayor. Esto se debe a razones 
puramente geométricas, a éstas se puede añadir cualquier efecto de progresividad 
que tengan los propios amortiguadores. 
 
 
Más recientemente ha habido una tendencia hacia los sistemas de 
suspensión trasera por bieletas. Normalmente, consiste en obtener unas 
constantes de muelle y de amortiguamiento progresivas a través de 
medios geométricos. Si la progresividad es deseable, esta puede ser una 
buena forma de conseguirla porque tanto la relación del muelle como la 
del amortiguador varían a la vez. Para conseguir este efecto progresivo, 
es necesario que una bieleta o palanca se incline un ángulo grande para 
un determinado movimiento lineal, y para ello este brazo de palanca 
debe ser pequeño. Todos los sistemas de bieletas tienen esto en común. 
 
Suponiendo que todos producen unos cambios parecidos en la constante 
efectiva del muelle (medida en el eje de la rueda), y que su peso y su 
rigidez son similares, ninguno de estos diseños tiene una ventaja 
especial sobre los demás. Así, la elección de diseño quedará mejor 
determinada si nos basamos en consideraciones estructurales o de 
espacio. También resulta beneficioso que el sistema tenga el menor 
número posible de articulaciones. Aparte de permitir utilizar un único 
amortiguador con un movimiento reducido, estos sistemas permitían un 
tremendo control geométrico de las propiedades de la constante del 
muelle. Se podía conseguir fácilmente progresividad, regresividad y 
combinaciones de ambas. La figura siguiente muestra cómo los brazos 
de palanca pueden cambiar drásticamente cuando una bieleta corta gira 
un ángulo relativamente grande, dando lugar a una gran progresividad 
de la constante. 
 
 
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Figura 2. Bieleta corta con ángulo de giro grande. 
 
Kawasaki fue una de las primeras en utilizar un sistema de bieletas para carreras 
de velocidad. Aquí se muestra el de la KR500 con chasis ‘monocasco’. El extremo 
inferior del amortiguador está anclado a la parte baja del basculante, si bien el 
movimiento mayoritariamente horizontal tiene algún efecto sobre las propiedades 
de variación de la constante, su principal ventaja estriba en que elimina la 
necesidad de estructuras adicionales en el chasis para sujetar el amortiguador. 
 
 
Figura 3. Sistema de Bieletas. 
 
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Figura 4. Funcionamiento de una bieleta. 
 
 
En la Drysdale V8, construida en Australia en 1999, el espacio estaba 
tan solicitado que el amortiguador se montaba transversalmente debajo 
del basculante. Viéndolo desde debajo, podemos apreciar los dos 
tirantes verticales que caen del basculante para accionar los dos 
balancines que están a cada lado del amortiguador, comprimiéndolo 
como si fuera un acordeón. 
 
 
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Figura 5. El ‘Uni-Trak’ de Kawasaki del año 1985, instalado en una GPz750. El 
balancín es empujado hacia arriba por la bieleta que viene del basculante, 
conectada con un radio muy pequeño medido desde el anclaje del balancín. El 
amortiguador está conectado con un radio más grande y por lo tanto se mueve 
hacia arriba con una constante mayor. A pesar de que han pasado casi dos 
décadas desde que estos diseños empezaron a usarse, hoy en día existen 
muchos modelos que tienen un diseño muy similar. Por ejemplo la Suzuki GSX 
600 del año 2000 tiene un diseño prácticamente idéntico. 
 
 
Figura 6. Diseño de Suzuki GSX600 de 2000. 
 
 
 
 
 
Figura 7. Yamaha RD500LC de 1984 
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Ésta Yamaha RD500LC de 1984 (izquierda) es interesante porque el basculante 
está conectado directamente al balancín sin ninguna bieleta intermedia, esto 
significa que el balancín debe estar conectado al chasis mediante una pequeña 
bieleta. Conforme el basculante se mueve hacia arriba, el extremo inferior del 
balancín se mueve hacia delante comprimiendo el amortiguador. 
 
 
 
Aunque se construyó en el mismo año que el ejemplo de la izquierda, 
este diseño de Yamaha (derecha) es más normal, con el amortiguador 
montado verticalmente. Esta disposición se usó en varios modelos 
distintos. No tiene un balancín propiamente dicho, básicamente utiliza 
dos bieletas para definir la trayectoria del movimiento del amortiguador. 
 
En el siguiente diseño, el autor deja un espacio libre debajo del asiento, que 
ocupará el depósito de gasolina. Una moto de carreras con motor Rotax 250 cc. 
 
 
Figura 8. Sistema de suspensión de una motocicleta con motor Rotax 250cc. 
 
 
Incluso las modernas máquinas de GP utilizan diseños con bieletas y 
balancines que generalmente tienen sus orígenes en los primeros años 
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80. Este diseño ancla el balancín directamente al basculante, al igual 
que hacía la Yamaha RD500LC. 
 
 
Figura 9. Bieleta con balancines. 
 
 
 
 
 
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METODOLOGÍA 
 
En referencia a la metodología utilizada, es interesante destacar lo siguiente: 
 
Primeramente se analizan los diferentes tipos de suspensiones traseras 
existentes actualmente en el mercado. 
 
El siguiente paso consiste en la descripción de todos los componentes que 
integran el modelado, especificando en cada caso cuales han sido los criterios 
de selección de cada uno de los componentes. 
 
Después se inicia una nueva etapa en la que consiste en modelar las piezas 
que se incorporarán en el diseño. 
 
Finalmente como en todo proyecto se realiza una simulación del 
comportamiento del resorte para justificar los parámetros seleccionados en 
todas las etapas anteriores. 
 
A lo largo del proyecto se hace referencia al modelo de motocicleta de 125cc 
para definir conceptos clave para el modelado de la suspensión trasera. El 
conjunto está pensado para ser instalado en ésta motocicleta de 125cc, 
aunque es aplicable a cualquier motocicleta en la que su suspensión incorpore 
un conjunto muelle-amortiguador de botella separada. 
 
 
 
 
 
 
 
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DESCRIPCIÓN DE CAPÍTULOS 
 
Capítulo 1: Este capítulo servirá para poder tener una visión general de la 
historia de las motocicletas así como los aspectos básicos de las partes que la 
componen, específicamente en la suspensión trasera. 
 
Capítulo 2: Explicación detallada de las acciones que se llevarán a cabo 
con el software de diseño. Modelado de piezas, ensamblaje de piezas, 
planos de piezas y muestra la evolución del modelado de la suspensión. 
Capítulo 3: En este capítulo se detallarán los pasos para generar la 
geometría, mallado y análisis de la suspensión en un software de 
elemento finito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. TEORIA DE MOTOCICLETAS 
 
1.1 HISTORIA DE LA MOTOCICLETA 
 
El principal atractivo de conducir una motocicleta veloz ha cambiado 
muy poco en el último siglo y pico. Durante ese tiempo, las motos han 
pasado de ser máquinas simples con un solo cilindro a convertirse en 
ultra sofisticados ingenios capaces de superar los 300Km/h. Pese a ello 
la sensación que produce asir el manillar y meter gas a fondo, es casi la 
misma tanto si estamos arriba de la última superbike como si 
conducimos una gran dos cilindros en V de los primeros años del siglo 
XX. 
 
“Rápidas” es un concepto relativo, así que pocos lo emplearían 
actualmente para describir una motocicleta que apenas alcanzase los 
40Km/h. Sin embargo, ésa era la velocidad máxima de la primera moto 
de serie, construida en Alemania por Hildebrand y Wolfmüler en 1894. Y 
si tenemos en cuenta que el freno trasero de esta dos cilindros de 1500 
cm3. Refrigerada por agua era una simple barra de metal arrastrada por 
el suelo. Lo más seguro es que incluso esa velocidad pareciese más que 
suficiente. 
 
La moto de Hildebrand y Wolfmüler constituía sin duda una mejora 
respecto a la primera motocicleta, la Einspur “monocarril” monocilíndrica 
de 265 cm3 construida en madera nueve años antes por otro alemán, 
Gottlieb Daimler. Con todo, la motocicleta tal y como la conocemos hoy 
fue creada en 1901. Aquel año los hermanos franceses Werner (cuya 
firma era una de tantos fabricantes de motocicletas que situaban el 
motor en muy distintos lugares) trasladaron el motor de la rueda 
delantera a un cuadro rectangular entre las ruedas. 
 
La “nueva Werner” se manejaba mucho mejor gracias a su centro de 
gravedad más bajo y sentó el modelo a seguir, con alguna notable 
excepción, en el diseño de motocicletas. Los avances fueron 
sucediéndose a partir de entonces. También en 1901 la firma 
estadounidense Indian construyó su primer modelo y, un año después, 
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Harley-Davidson haría lo propio. A medida que la demanda de 
transporte personal crecía a ambos lados del atlántico, aumentaron las 
empresas que construían motocicletas con las más diversas 
configuraciones de motor. 
 
Poco tardaron los diseñadores de motocicletas en introducir 
innovaciones en las sencillas máquinas monocilíndricas del siglo XIX. 
Numerosas firmas empezaron a construir motos de dos y hasta cuatro 
cilindros antes de la Primera Guerra Mundial a medida que un número 
cada vez mayor de gente descubría la emoción y la comodidad de las 
motos. 
 
Durante las décadas de 1920 y 1930, las monocilíndricas, cada vez más 
sofisticadas y veloces, consiguieron conservar su popularidad al tiempo 
que hacían su aparición monturas de doble cilindro como la Speed Twin 
de Triumph y la Brough Superior, que daban una nueva dimensión de 
motociclismo de grandes cilindradas. 
 
Las máquinas de cuatro cilindros construidas por la empresa belga FN 
no eran las más rápidas de los primeros años del motociclismo, pero sí 
se contaban entre las más fiables y sofisticadas. Creada en 1904, la FN 
four causó sensación gracias a su avanzado diseño, que incluía 
transmisión secundaria por cardán y un chasis simple pero ligero y 
eficiente. La Four fue un éxito comercial: se mantuvo en producción 
durante más de dos décadas, durante las cuales experimentó sucesivos 
aumentos de cilindrada. 
 
Las motos construidas por Alfred Angas Scott, en su fábrica de 
Yorskshire se encuentran entre las más innovadoras y de mejor diseño 
de los primeros años del motociclismo; y también entre las más rápidas. 
Ninguna moto podía compararse con ellas en aspecto, sonido o 
rendimiento. Su velocidad quedó de manifiesto en numerosas ocasiones, 
como cuando vencieron en las ediciones de 1912 y 1913 del Señor TT de 
La Isla de Man. 
 
La moto Ace fue diseñada por William Henderson, cofundador de la 
marca Henderson, y había sido remozada tras su muerte, acontecida en 
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1922 mientras probaba una de sus motocicletas. La Ace gozaba de 
renombre por su velocidad y calidad, así que el primer paso de Indian 
tras hacerse con sus derechos fue continuar la producción de la Four sin 
apenas cambios. Indian mantuvo inicialmente el nombre de Ace, si bien 
desde junio de 1927 en adelante fue rebautizada como Indian Ace, y 
estuvo disponible en el habitual rojo oscuro de la firma, así como en su 
azul original. 
 
Las últimas Four, construidas en 1940 y 1942, incorporaban enormes 
guardabarros con faldones y suspensión trasera. Eran elegantes y muy 
cómodas,pero pesadas y de lenta maniobra. Tras el estallido de la 
Segunda Guerra Mundial, Indian produjo un gran número de motos de 
dos cilindros en V para el ejército y desarrolló dos prototipos de moto de 
cuatro cilindros llamados X44 y Torque Four. Éstos no llegaron a 
despegar, pues la producción del buque insignia de cuatro cilindros de 
Indian no se reanudó tras la guerra. 
 
“De diez a cien en directa” era el orgulloso eslogan con que Ariel 
anunció la Square Four durante la década de 1950. De esta forma 
resaltaba las prestaciones de la moto a bajas revoluciones, así como su 
velocidad máxima por encima de los 161 Km/h. 
 
La Square Four fue rediseñada en numerosas ocasiones durante su 
producción que se extendió entre 1931 y 1958. A lo largo de esos 
veintisiete años se dobló la cilindrada del motor y se transformó por 
completo el chasis y el perfil. Sin embargo, pese a ello, su potencia, su 
suavidad y el tamaño compacto de su motor de cuatro cilindros 
refrigerado por aire se mantuvieron constantes. 
 
En la década de 1950, el principal objeto de deseo de todo motorista 
con ánimo competitivo no podía ser otro que la Gold Star DBD 34 
Clubman, ya fuera tanto para correr en la Isla de Man como para 
competir en pista corta o en la calle en carreras privadas entre amigos. 
Estilizada, decidida y agresiva, la DBD 34 Clubman era la última y más 
conocida versión de una serie de monocilíndricas Gold Stard con 
motores de 350 cm3 y 500 cm3 pensados para largos trayectos, trial y 
motocross. 
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Moto Guzzi se alzó con tres campeonatos del mundo de 250 cm3 y cinco 
títulos consecutivos de 350 cm3. Fue la competición precisamente lo que 
inspiró la Guzzi más famosa de todas: la V8 de 500 cm3 de 1956. El 
exótico motor diseñado por Giulio Carcano producía 72 CV y registró una 
velocidad máxima de 286Km/h en el Gran Prix de Bélgica de 1957. No 
obstante Guzzi se retiró de las carreras ese mismo año, antes de que la 
V8 tuviera oportunidad de dejar huella. 
 
Desde el punto de vista de las dos ruedas, la década de 1970 empezó, 
en, realidad en 1969, cuando Honda lanzó la CB750. “La primera 
superbike” no solo maravilló por su motor de cuatro cilindros en línea, 
que pronto seria adoptado por las demás marcas japonesas, sino que 
también hizo gala de un nivel de sofisticación muy superior al de los 
fabricantes británicos, lo que confirmaba que había comenzado una 
nueva era. 
 
Para el final de la década, las firmas japonesas habían aportado una 
extraordinaria variedad de superbikes con dos, tres y seis cilindros; 
algunas de las cuales con una potencia superior a los cien CV. A ese 
floreciente mercado se unieron los fabricantes europeos, con un sinfín 
de modelos exóticos. 
 
A diferencia de la década anterior, en la que se manifestó una tendencia 
hacia una mayor potencia y un mayor tamaño, la década de 1980 vio 
evolucionar a las superbikes de distintas formas. Las primeras estrellas 
de esa era fueron una variación de lo visto antes: bestias grandes y 
pesadas, con motor de varios cilindros refrigerado por aire, bastidor de 
acero tubular y doble amortiguador trasero. Sin embargo, las motos 
siguientes se refinaron y lograron un mayor rendimiento y potencia 
adicional. La nueva raza de superbike contaba con motor de 
refrigeración por agua, bastidor de aluminio, suspensión trasera por 
monoamortiguador y carenado aerodinámico. Hacia el final de la 
década, la superbike definitiva era una máquina más pequeña, ligera y 
sofisticada. 
 
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En los noventa, las superbikes mejoraron y se hicieron más rápidas, 
alcanzando velocidades de más de 241 Km/h. El manejo de las 
máquinas estándar, las producidas en serie, era igual al de las motos de 
competición de unos años antes. Los avances tecnológicos estaban allí 
para todos aquéllos que podían permitírselos, como los pistones 
ovalados de Honda o las suspensiones delanteras sin horquilla de 
Yamaha y Bimota. 
 
Sin embargo, la mayoría de las motoristas prefería máquinas más 
convencionales. Muchas de las mejores superbikes eran versiones 
mejoradas de formatos establecidos, como las bien diseñadas dos 
cilindros en V de Ducati o las rápidas y ligeras cuatro cilindros 
japonesas. Si lo que se quería era velocidad pura, no había nada 
comparable a la aerodinámica Hayabusa de Suzuki. 
 
Durante los primeros años del nuevo milenio las motos mostraron una 
tendencia hacia la especialización. Las supersports se volvieron mucho 
más potentes, ligeras y rápidas. Dicho desarrollo estuvo motivado en 
parte por el uso de motos en circuitos de carreras; una práctica cuya 
popularidad había crecido rápidamente debido a la dificultad que 
suponía desatar un sentimiento tan temible en carreras públicas. 
 
Otra máquina que decía mucho en favor de las superbikes era la 
Kawasaki ZX-12 R, cuya velocidad se limitó a 300 Km/h. Este límite fue 
acordado por los principales fabricantes para evitar que les obligaran a 
dotar a sus máquinas de velocidades más bajas. 
 
La evolución de la motocicleta a lo largo del a historia, es algo que 
siempre ha dependido de la utilización que de ella ha demandado la 
sociedad. Por supuesto, la evolución tecnológica ha sido vital en dicho 
proceso evolutivo, pero casi siempre ha dependido de las necesidades 
que este tipo de vehículo tan peculiar ha cubierto en la sociedad. 
 
 
 
 
 
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1.2 PARTES PRINCIPALES DE LA MOTOCICLETA. 
 
 
 
Figura 10. Partes de una motocicleta. 
 
Chasis y subchasis: partes que sirven de nexo de unión de todos los 
anteriores elementos y que dan forma a una motocicleta aparte de ser 
los encargados de soportar la mayoría de esfuerzos ocurridos durante el 
movimiento. 
 
Basculante: parte estructural encargada de sujetar la rueda que 
proporciona tracción y a la vez el recorrido de suspensión. 
 
El motor que es donde estaría también incluida la transmisión primaria y 
donde se desarrolla la combustión para conseguir el trabajo mecánico. 
 
Transmisión secundaria: transmite esa energía mecánica a la rueda 
trasera. 
 
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Suspensión delantera y trasera: amortigua las posibles imperfecciones 
del terreno. 
 
Sistema de escape: regula los decibelios emitidos al ambiente. 
 
Sistema de frenos: los encargados de hacer parar la motocicleta. 
 
Sistema de dirección: da maniobrabilidad a la motocicleta. 
 
 
1.3 HISTORIA DE LA SUSPENSIÓN TRASERA. 
 
El brazo oscilante trasero (comúnmente conocido como basculante) se 
ha impuesto totalmente como sistema de suspensión trasera y aunque 
está lejos de ser perfecto, resulta difícil pensar en una alternativa que 
pueda ser mejor. El basculante se impuso rápidamente al sistema 
plunger, que era técnicamente muy pobre, aunque fue muy popular en 
los años 50. Normalmente el basculante estaba formado por un tubo 
transversal que alojaba los rodamientos de giro y un par de tubos 
laterales que soportaban la rueda y los amortiguadores. Este diseño tan 
básico tenía una carencia clara de rigidez torsional y era necesario 
utilizar dos amortiguadores para evitar el par que producían las fuerzas 
de la suspensión. Para eliminar estos defectos, la relación más eficaz 
entre rigidez y peso se obtiene triangulando el basculante y conectando 
el vértice al amortiguador, tal y como lo patentó Vincent en 1928. 
 
Más recientemente ha habido una tendencia hacia los sistemas de 
suspensión trasera por bieletas con un basculante triangulado por 
debajo del eje de giro y conectado al amortiguador a través de una 
bieleta. Normalmente, el propósito de todos estos diseños consiste en 
obtener unas constantes de muelle y de amortiguamiento progresivas a 
través de medios geométricos. 
 
Si la progresividad es deseable, esta puede seruna buena forma de 
conseguirla porque tanto la relación del muelle como la del 
amortiguador varían a la vez. Para conseguir este efecto progresivo, es 
necesario que una bieleta o palanca se incline un ángulo grande para un 
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determinado movimiento lineal, y para ello este brazo de palanca debe 
ser pequeño. Todos los sistemas de bieletas tienen esto en común. 
Suponiendo que todos producen unos cambios parecidos en la constante 
efectiva del muelle (medida en el eje de la rueda), y que su peso y su 
rigidez son similares, ninguno de estos diseños tiene una ventaja 
especial sobre los demás, a pesar de lo que digan los fabricantes. Así, la 
elección de diseño quedará mejor determinada si nos basamos en 
consideraciones estructurales o de espacio. También resulta beneficioso 
que el sistema tenga el menor número posible de articulaciones. 
 
Al igual que en el tren delantero, el trasero, con el paso del tiempo, 
requirió un anclaje elástico con el chasis. Aunque la importancia de 
equipar suspensión en esta rueda era menos importante que en la 
delantera, debido a que la dirección del vehículo se encontraba en esta 
primera, la comodidad y el aumento de las velocidades lo hicieron 
necesario. Por ello, a partir del primer cuarto de siglo, los modelos de 
mayor cilindrada primero, y los demás con posterioridad, empezaron a 
disponer de distintos sistemas de suspensión trasera. 
 
El gran obstáculo en los primeros momentos fue la transmisión 
secundaria. Los sistemas iniciales, tanto correa como por cadenas de 
eslabones, funcionaban muy mal si se les sometía a tensiones, y la 
solución inicial consistió en dotar al asiento de unos sencillos muelles 
que amortiguasen los choques de la rueda trasera. Algo más tarde se 
impusieron los sistemas en los cuales la rueda disponía de un mínimo 
desplazamiento vertical. De los diferentes sistemas, el que más éxito 
tuvo fue la suspensión trasera por embolo. En este caso, se mantenía el 
chasis rígido, pero la rueda trasera se anclaba sobre un soporte 
deslizante que permitía un pequeño desplazamiento vertical, al estar 
fijado su eje sobre un rail en el que se intercalaba un muelle o un 
amortiguador hidráulico. Estos sistemas aun no eran lo suficientemente 
equilibrados, ya que, por una parte, el recorrido de la rueda era muy 
pequeño, y por otra, su desplazamiento provocaba variaciones de 
tensión en la transmisión secundaria bastante importantes, ya que era 
completamente recto. 
 
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Algo antes de la segunda guerra mundial, se desarrolló el sistema que 
más tarde se impondría definitivamente, el brazo basculante. 
Previamente ya había sido ensayado por algunos fabricantes, pero, a 
partir de entonces, se extendió de manera definitiva. Este sistema, ha 
permanecido hasta nuestros días. Está formado por un basculante 
anclado al chasis en la parte trasera, lo más cerca posible de la 
transmisión posterior de tipo rígido como por ejemplo el cardan. 
Normalmente por sencillez de diseño y de instalación del motor en el 
caso de transmisión por cadena, hay una pequeña distancia entre el eje 
del piñón de ataque y el del basculante. Si son coincidentes, el sistema 
se denomina “coaxial”. El extremo libre de este basculante está ocupado 
por el anclaje de la rueda, que de este modo tiene un desplazamiento 
circular, tomando como centro el anclaje del basculante al chasis. Las 
funciones elásticas están encomendadas a uno o varios amortiguadores 
intercalados entre el basculante y el chasis. 
 
Este sistema de suspensión presenta una serie de ventajas. En primer 
lugar, es bastante ligero, permite un gran recorrido de la rueda, ya que 
esta no está limitada por nada, y además el movimiento que sigue es 
perfectamente compatible con cualquier transmisión secundaria. 
 
Con la llegada de este tipo de suspensión, la práctica totalidad de las 
motocicletas pudieron disponer de un sistema que evitara todos los 
problemas causados por la falta de tracción al despegarse la rueda del 
suelo en los baches, las derrapadas por causas de una deficiente 
adherencia, y facilitara un importante aumento de la comodidad, lo que 
posibilito el aumento de la potencia, y, sobre todo, de las posibilidades 
de aplicarla al asfalto. 
 
En este tipo de suspensiones aparecen dos elementos de gran 
importancia en la motocicleta, el basculante y los amortiguadores. El 
basculante es el brazo que une la rueda con el chasis y la dota de un 
movimiento circular alrededor de su eje. Esta pieza debe ser muy 
robusta, ya que debe soportar todos los esfuerzos de torsión y flexión a 
los que les somete la rueda trasera. No hay que olvidar que una de las 
funciones primordiales de la estructura ciclista de la moto es mantener 
siempre alineadas las ruedas en todo momento. 
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Los basculantes iniciales eran bastante poco resistentes, normalmente 
realizados en acero de sección redonda con escasos refuerzos. Con el 
paso del tiempo, se comprobó que su rigidez era uno de los puntos más 
importantes para la mejora de la estabilidad a alta velocidad y 
comenzaron a aumentarse de sección, con perfiles cuadrados y 
rectangulares. Posteriormente, se reforzaron con triangulaciones 
superiores e inferiores, secciones trapezoidales, etc… Un tipo especial de 
basculantes es el monobrazo. Normalmente, estas piezas disponen de 
dos brazos, de manera que, junto con el eje de la rueda, forman una 
estructura cerrada. Con el fin de facilitar la extracción de la rueda, se 
han realizado también modelos con una sola viga lateral muy reforzada. 
 
A lo largo de los años, la colocación del elemento elástico ha ido 
variando. La posición más clásica ha sido instalar dos amortiguadores, 
uno sobre cada brazo del basculante, en la zona cercana al anclaje de la 
rueda, sujetos por su parte superior al bastidor, en la actualidad esta 
disposición ha variado. 
 
 
1.4 SISTEMA DE SUSPENSIÓN TRASERA BRITTEN 
 
Unos de los sistemas más extraños de suspensión trasera que podemos 
encontrar en la historia, es posiblemente este sistema que uso John 
Britten en la construcción de su motocicleta artesanal V1000. 
 
Podemos observar como se ha trasladado el amortiguador a la parte 
delantera de la motocicleta, consiguiendo según el propio John una 
mejor distribución de pesos al centralizar masas en un eje más 
adelantado de la motocicleta, y mejorar el funcionamiento del 
amortiguador, ya que en configuraciones estándar situado detrás del 
motor, este recibe una carga muy alta de temperatura que hacía 
perjudicarle en su funcionamiento. Así ahora detrás de la rueda 
delantera este problema desaparecería. 
 
Toda esta nueva distribución hizo que la suspensión tuviese más piezas 
móviles que lógicamente produciría más complicaciones a la hora de una 
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puesta a punto, esto no paro a Britten para que lo implementase y con 
ello ganase una carrera del campeonato Bott. Recordar que este 
amortiguador iba anclado en unos de sus puntos al motor, ya que esta 
motocicleta carecía de chasis como tal conocemos en las motos 
actuales, eso sí, el amortiguador seguía trabajando a compresión 
gracias al sistema de bieletas y tirantes que se puede ver en la 
fotografía. 
 
 
Figura 11. Suspensión trasera Britten. 
 
 
 
 
 
 
 
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2. MODELADO DE LA SUSPENSIÓN 
TRASERA. 
 
2.1 MODELADO DE LOS ELEMENTOS DE LA SUSPENSIÓN 
 
En el proceso de modelado del amortiguador fueron modeladas las 
distintas partes del mismo independientemente, el ensamble consta de 
4 componentes. 
Las piezas fueron modeladas siguiendo las dimensiones que son usadas 
actualmente en suspensiones traseras de motocicletas. 
Para comenzar a modelar el amortiguador se empezó con la partesuperior que son los agujeros de anclaje al chasis de la motocicleta. 
En un plano se crearon las circunferencias y con el comando PAD se les 
dio volumen y después se ocupó el comando FILLET en las 
circunferencias externas. 
 
Figura 12. Agujero de anclaje superior. 
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A continuación se ocupó una serie de SKETCHS sobre el eje X,Y para 
crear circunferencias con sus respectivos valores y después ser 
extruidas mediante el comando PAD sobre el eje Z; aplicando de igual 
manera el comando FILLET y darle acabado a la circunferencia externa 
del ultimo PAD de este elemento. 
Figura 13. Parte superior de la suspensión. 
 
El siguiente elemento es el vástago del amortiguador, éste elemento se 
crea a partir de un SKETCH posicionado en las coordenadas para que 
continúe con la geometría del anterior elemento. 
Figura 14. Vástago de la suspensión. 
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 El tercer elemento para el ensamble, es el conjunto del cilindro del 
amortiguador con el agujero de montaje inferior; para este elemento se 
comenzó creando el modelo en el plano X,Z y luego se creó las 
circunferencias que serán los agujeros de montaje posteriormente se dio 
volumen con el comando PAD. 
Figura 15. Agujero anclaje inferior. 
 
A continuación se crea un plano tangente en el eje X,Y para crear el 
cilindro del amortiguador y después crear las circunferencias de las que 
se compone el cilindro del amortiguador y de igual manera con el 
comando PAD se les da volumen. 
En este elemento se crean 2 FILLET en las circunferencias para dar 
acabado a la geometría. 
 
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Figura 16. Parte inferior de la suspensión. 
 
Finalmente se crea el resorte del amortiguador, se crea un plano en el 
eje X,Y para después con el comando SKETCH crear un punto de 
referencia. 
 
Figura 17. Desarrollo del resorte. 
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Se crea un segundo SKETCH en el plano Y,Z para después crear un eje 
con la herramienta AXIS. 
Figura 18. Plano del resorte. 
 
Se utilizan el eje y el punto de referencia, luego se selecciona el 
comando HELIX al cual se le proporciona los valores para el PITCH y 
HEIGHT como muestra la figura siguiente. 
Figura 19. Hélice del resorte 
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Utilizamos el comando RIB para dar volumen a la hélice que se creó. 
 
Figura 20. Resorte 
 
Teniendo la hélice con su volumen cortamos los bordes superior e 
inferior con el comando SPLIT. 
Figura 21. Corte del resorte. 
 
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2.2 ENSAMBLE DE LA SUSPENSIÓN. 
 
Una vez que se tienen los archivo CATPART de cada uno de los 
elementos se procede a llevar acabo un ensamble seleccionando en el 
menú ASSEMBLY DESIGN, a continuación se le asigna un nombre al 
ensamble y se procede a llamar uno por uno los elementos que 
componen el ensamble con el comando EXISTING COMPONENT. 
 
 
Figura 22. CATPART a ensamblar. 
 
Previamente durante el modelado de cada elemento de le asignó 
coordenadas a sus planos de tal forma que quedaran en sus posiciones 
sobre el eje Z, con el propósito de alinearlos, debido a que la geometría 
del amortiguador es dominada por dicho eje; fue necesario durante el 
ensamble ocupar herramienta para el alineamiento las cuales se 
encuentran en la barra de herramientas CONSTRAINTS. 
 
 
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Figura 23. Alineado de elementos. 
 
Al terminar de alinear todos los elementos del amortiguador nos queda 
de la siguiente manera. 
 
Figura 24. Suspensión ensamblada. 
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3. ANÁLISIS DE LA SUSPENSIÓN 
TRASERA MEDIANTE ELEMENTO 
FINITO. 
 
3.1 DATOS DE PARTIDA. 
 
Se utiliza un software de análisis por elemento finito, para la obtención 
de los resultados, se partió de la figura principal tomando para el 
análisis las líneas principales de las cuales se conforma el amortiguador. 
Para fines de este estudio se considerara el vástago y el cilindro del 
amortiguador como elementos sólidos. 
La geometría con la cual se efectuara el análisis es la siguiente: 
 
 
Figura 25. Geometría a Analizar. 
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A continuación se enlista los materiales los cuales se propusieron para 
realizar el análisis. 
No. De 
Material 
Tipo de 
Material 
Módulo de 
Elasticidad 
Coeficiente 
de Poisson 
Constante de 
amortiguamiento 
K 
Esfuerzo 
de 
Cedencia 
1 Acero 
2.7 x 1011 
Pa 
0.27 
2 
Aleación 
acero 
2.1x1011 Pa 0.30 
3 
AISI 1050 
Carbon Steel 
20.5x1010 
Pa 
0.29 13066N/m 
515x106 
Pa 
Tabla 1. Características de los materiales. 
 
 
3.2 MALLADO DEL MODELO. 
 
Se procede a ingresar las el tipo de elemento en el menú 
PREPROSESSOR, BEAM, 3D, FINITE STRAIN. 
 
 
Figura 26. Tipos de Elementos para el mallado. 
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En este caso no nos pide el software ingresar contantes reales para este 
tipo de elemento. 
Se proporciona de igual forma las características de los materiales, 
MATERIAL PROPS, MATERIAL MODELS, MATERIAL MODEL 1, 
STRUCTURAL, LINEAL ELASTIC ISOTROPIC. 
En la subventana que nos aparece se le proporciona el Modulo de 
elasticidad y el Modulo de Poisson correspondiente al primer material 
del que se compone nuestro modelo; el mismo proceso se lleva a cabo 
para cada uno de los materiales que se tiene. 
 
Figura 27. Propiedades de los materiales. 
 
Para darle el volumen a nuestras líneas y seguir con el análisis, se 
procede a crear las secciones transversales para cada una de ellas. 
Se siguen los siguientes comandos SECTIONS, BEAM, COMMON 
SECTIONS; en la subventana que nos aparece se le asigna todas las 
propiedades a cada una de las secciones de la suspensión para ser 
usadas durante el análisis. 
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Figura 28. Secciones transversales para el análisis. 
En el caso de nuestro resorte es necesario cambiar los ejes de trabajo a 
las coordenadas del Keypoint 1 en las coordenadas (25,0,0), y 
orientándolo de tal forma que el eje Z sea tangente al espiral del 
resorte. 
 
 
Figura 29. Cambio de coordenadas del espiral. 
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Ya con el eje en ese punto se procede a mallar la espiral con el menú 
MESHING, MESH TOOL, dándole los parámetros correspondientes a cada 
elemento. 
 
Figura 30. Parámetros del mallado. 
 
Figura 31. Número de divisiones de los elementos. 
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Figura 32. Elemento dividido. 
Una vez realizado este proceso para cada uno de los elementos nos 
queda el amortiguador de la siguiente manera. 
 
Figura 33. Mallado de la suspensión. 
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Se procede a aplicar las cargas y desplazamientos. En el menú 
SOLUTION, DEFINE LOADS, APPLY, STRUCTURAL, en los submenús que 
nos aparecen podemos elegir aplicar desplazamientos y fuerzas para 
nuestro modelo. 
La fuerza que se le aplicara a nuestro amortiguador es el de una 
persona promedio de 75 kg y el peso de la motocicleta de igual valor, 
con un factor de seguridad de 1.5 dividido entre los dos debido a que 
una motocicleta de este tipo cuenta con dos amortiguadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicamos la fuerza en la parte inferior del amortiguador y en el resorte 
siguiendo los comandos FORCE/MOMENT, ON KEYPOINTS dándole la 
dirección en el eje z pero con valor negativo para que lleve a cabo la 
acción de comprimir el amortiguador. 
Figura 34. Fuerzas aplicadas. 
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Se restringen los desplazamientos en la parte superior del resorte y del 
vástago de tal forma que quede totalmente restringido, ALLDOF y en la 
parte inferior del resorte solopermitiendo desplazamiento en el eje z. 
 
3.2 SIMULACIÓN. 
 
Procedemos a la solución del modelo, SOLVE, CURRENT LS. 
 
 
Figura 35. Solución del modelo. 
 
 
 
 
 
 
 
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Imagen que muestra los desplazamientos máximos del resorte. 
 
Figura 36. Desplazamientos máximos del resorte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESULTADOS 
 
Para mostrar los esfuerzos máximos, utilizamos los menús Main Menu, 
General Postproc, Plot Results, Contour Plot , Nodal Solution. 
 
 
 
Figura 37. Lista de tipos de esfuerzos. 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura que muestra los esfuerzos máximos en el resorte. 
 
Figura 38. Esfuerzos máximos en el resorte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSIONES. 
 
Se obtuvo un resultado parcial del análisis del amortiguador debido a 
que se tomaron con fines de simplificación del análisis el vástago y el 
cilindro como elementos sólidos, concentrando el análisis en el resorte; 
lo cual nos llevó a demostrar que con el esfuerzo máximo al cual se verá 
sujeto el resorte, está dentro de los márgenes de seguridad y soportará 
las cargas que se le apliquen durante su uso. 
Para llegar a buen fin este proyecto se ha utilizado herramientas que 
actualmente son de uso habitual en la industria. Técnicamente, se ha 
comprobado que el proceso de diseño es un conflicto constante entre 
dos factores, entre los cuales debe encontrarse un equilibrio, por 
ejemplo: peso–rigidez, precio–materiales óptimos, etc. 
 
En el proyecto se profundiza en el mundo de las motocicletas desde un 
punto de vista técnico, desarrollando cuales son las cualidades prácticas 
y reales que se buscan en un sistema de suspensión y lo difícil que 
puede ser seleccionar cualquier componente como queda reflejado en 
las pequeñas diferencias entre ciertos parámetros. 
 
Se propone el modelado de la suspensión, analizándola ante 
determinados esfuerzos que simulan una aceleración estipulada, 
obteniendo los desplazamientos máximos. 
 
 
 
 
 
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 
 
[1] Tony Foale: “Motorcycle handling and chassis design: the art 
and science”. Second edition. March 2006. ISBN: 84-933286-3-4. 
 
[2] Arias-Paz Guitian, Manuel: Motocicletas. Madrid: Ed. Dossat. 32ª 
edición. Año 2003. 
 
[3] COCCO, Gaetano: Motorcycle design and Technology. Milán: 
Giorgio Nada Ed. 1999. 
 
[4] POLUCCI, Giuseppe: Dimensionamento di un telaio di 
motocicletta. Roma: Universitá degli studi di Roma, La Sapienza, 2005. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LIGAS WEB. 
 
[1] “Blog de David Sánchez sobre motocicletas, tecnología, diseño y 
competición.”: http://www.bottpower.com (último acceso 02/10/2013). 
 
[2] Web de artículos sobre motocicletas de competición 
http://motoracerx.wordpress.com/ (último acceso 27/09/2013). 
 
[3] http://www.aprilia.com (último acceso 06/09/2013). 
 
[4] http://www.autoglobal.com/historia/aprilia (último acceso: 
26/09/2013). 
 
[5] http://www.slideshare.net/romeliamp/resorte-o-muelle-helicoidal 
(último acceso 01/10/2013). 
 
[6]http://www.hmwire.com/New%20PDFs/AISI_1050_Carbon_Steel_Wi
re_Alloy.pdf (último acceso 30/09/2013). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.bottpower.com/
http://motoracerx.wordpress.com/
http://www.aprilia.com/
http://www.autoglobal.com/historia/aprilia
http://www.slideshare.net/romeliamp/resorte-o-muelle-helicoidal
http://www.hmwire.com/New%20PDFs/AISI_1050_Carbon_Steel_Wire_Alloy.pdf
http://www.hmwire.com/New%20PDFs/AISI_1050_Carbon_Steel_Wire_Alloy.pdf
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ANEXOS. 
 
 
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