Hola Toti, yo es que por suerte o desgracia he tenido que luchar con Elasticidad y Resistencia de materiales, diseño de máquinas, etc, etc no hace mucho y me encanta aplicar estos temas a mi hobby.
Estoy de acuerdo que en el mecanismo cigüeñal-biela-pistón aparecen esfuerzos de tracción principalmente en la carrera ascendente del pistón, por cierto para mi son esfuerzos axiales (tracción (+) y compresión (-)). Estamos de acuerdo que la fuerza de inercia aumenta con el cuadrado de la velocidad del régimen del motor, por eso ojo! yo estoy hablando de una Bultaco Mercurio del 65, no de una moto de competición de 1000cc moderna. Lógicamente la masa inercial del conjunto biela y pistón así como las revoluciones del motor no tienen nada que ver!!! También hablamos de distinto tipo de bielas desmontables.
No entiendo muy bien lo de esfuerzos de magnitud axial-radial, los esfuerzos axiales son longitudinales de tracción o compresión, los radiales son transversales, de corte o de cizalladura. No existen momentos de tracción, creo que es lo que llamo yo momento flector.
Una biela aunque se diseñe para esfuerzos a compresión debería también ser capaz de soportar la resistencia de rotura a tracción, puesto que en este caso las resistencias de rotura a ambos esfuerzos es parecida. El problema viene cuando las sumas de las distintas solicitaciones se suman, me explico,
Cuando el funcionamiento no es óptimo y se producen interferencias por consecuencia de:
1. Aumento de fricción en la camisa del cilindro.
2. Aumento de fricción en los rodamientos del pie de biela y cabeza de biela (por eso apuntaba a un problema de lubricación)
3. Aumento de fricción por deformaciones en la pared del cilindro.
Se producen momentos flectores que a su vez solicitan el cuerpo a ciclos variables de esfuerzos axiales de tracción y compresión a ambos lados de la fibra neutra de la pieza, dependiendo del sentido del flector, por eso que nos dice la Ley de Navier. La suma de estos esfuerzos a compresión creo que son más letales, por lo menos en este caso.
Yo apuntaba a esto tras ver la foto de la rotura que a mi me parecía que la sección de corte era totalmente perpendicular y los bordes lisos. Pero claro, es una foto de lejos.
También puede haber roto por este motivo a fatiga porque desconocemos el tiempo de funcionamiento del motor y las condiciones de trabajo, o incluso puede que ha habido tanta fricción que debido a las microsoldaduras de las partículas de metal, el pistón se ha quedado clavado y ha roto por pandeo excediéndose el punto de fluencia del material.
O quizás había defectos en la fundición de la biela como poros que ha acentuado la concentración de tensiones en ese punto porque ya sabemos los estándares de calidad en aquellos años.
Antaño no se ensayaban las piezas, cuando más gordo mejor! De todas formas después de todo el tema detectivesco es muy extraño que una biela se parta en un motorcito de prestaciones tan limitadas, yo creo que esa biela estaba muy tocada ya.
Saludos y felices reyes!