En años recientes, en el campo de Ingeniería Mecánica se ha manifestado una tendencia hacia requerimientos más estrictos de diseño que respondan a los nuevos estándares y normas nacionales e internacionales. Esto conlleva a la necesidad de crear sistemas mecánicos más modernos y complejos de sistemas mecánicos que utilicen nuevos y mejores materiales, con el objeto de obtener mejorar su desempeño y reducir su costo. La línea de investigación está asociada con el tópico de investigación "Optimación de sistemas mecánicos"
El tópicode investigación “Optimación de Sistemas Mecánicos” está dividida en dos sub-tópicos: “Comportamiento Estático y Dinámico de Sistemas Mecánicos” y “Modificación de Propiedades de Sistemas Mecánicos”, los cuales se establecieron para responder a la necesidad de analizar conjunta y/o separadamente una amplia variedad de problemas existentes en el proceso de diseño, construcción o rediseño de máquinas y sistemas mecánicos, con sus elementos y uniones. Se abordan temáticas relacionadas con el análisis estático y dinámico de sistemas mecánicos, que han incluido estudios de elementos deformables en uniones mecánicas y de fenómenos de vibración, amortiguamiento, esfuerzos y deformaciones, como los causados por el impacto de componentes mecánicos; también se han abordado problemas de tribología como lo son el desgaste, la fricción y los ajustes de componentes mecánicos.
Con base en la organización actual del trabajo de investigación en el Departamento, es posible realizar contribuciones en campos complejos tales como el análisis y diseño de líneas tecnológicas, sistemas dinámicos, tribología y biomecánica.
En el trabajo de investigación, los investigadores y alumnos diseñan y construyen los sistemas experimentales que permiten determinar el comportamiento estático y dinámico de diferentes tipos de uniones de sistemas mecánicos, máquinas y mecanismos en distintas condiciones de operación. Normalmente se realiza la investigación en una serie de etapas, iniciando con modelos simples de elementos o sistemas mecánicos y posteriormente incrementando la complejidad del modelo, hasta aproximarse lo más posible a condiciones reales de operación. De esta manera los estudiantes pueden conocer no sólo los aspectos teóricos de los problemas atacados, sino también sus aspectos prácticos.
La experimentación comúnmente requiere diseñar estrategias de medición, diseñar y construir piezas y bancos de prueba, desarrollar sistemas para la adquisición de datos e idear métodos para la interpretación de resultados experimentales. En el desarrollo de sus proyectos de tesis, nuestros estudiantes se involucran en estas actividades, lo cual les brinda una amplia gama de habilidades técnicas propias del trabajo de investigación.
Además del trabajo experimental que se realiza en nuestros laboratorios, parte de nuestro esfuerzo está dedicado al desarrollo de modelos numéricos de sistemas mecánicos. En la actualidad, la línea de Optimación de Sistemas Mecánicos ha profundizado en el uso del método de elementos finitos, ya que es una técnica versátil con amplias posibilidades de aplicación en problemas referentes a los procesos de diseño y rediseño de máquinas y de sus componentes.
Mediante el análisis de vibraciones se estudia también el comportamiento dinámico de componentes de máquinas y estructuras. Aplicaciones de importancia para la industria, como lo son el balanceo de rotores, la validación de modelos numéricos de componentes de máquinas a través de pruebas de vibración y análisis modal, la medición de niveles de vibración y la optimación de componentes de máquinas con base en sus características dinámicas, constituyen la base para el trabajo de investigación en el área de vibraciones mecánicas.
En esta línea de investigación, en apoyo a la industria nacional, también se trabaja en proyectos que desarrollan conocimiento experimental para el recubrimiento de superficies de equipo industrial expuesto a condiciones térmicas o de abrasión extremas. Mediante las técnicas desarrolladas en nuestro laboratorio se espera prolongar la vida útil de estos equipos y minimizar los tiempos muertos derivados de fallas.
Un área novedosa de aplicación de las investigaciones del Departamento, en la cual se utilizan elementos de las diversas disciplinas cultivadas en el grupo de Diseño Mecánico, es el diseño de elementos protésicos para cadera y rodilla, entre otros. Este trabajo ha involucrado desarrollos relacionados con la modificación de las propiedades superficiales de materiales y el diseño de nuevas estructuras.