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Neste trabalho de investigação, a optimização do desenho do pistão é realizada usando métodos DOE e simula usando o software Ansys FEM. O método DOE Taguchi é seleccionado para o desenho de experiências para este trabalho de investigação. Total de cinco factores que seguem o material do pistão, temperatura da coroa do pistão, pressão do gás do pistão, revestimento térmico da cabeça da coroa e último factor é o desenho geométrico do pistão. Cada factor tem quatro níveis. A matriz ortogonal para 16 experiências é resolvida para estudo de investigação. Todas as 16 experiências são resolvidas utilizando o software Ansys FEM. Dois parâmetros de resposta denominados tensão térmica e deformação são seleccionados para este trabalho de investigação. A análise da razão sinal/ruído é realizada tanto para as respostas como para a classificação do factor e identifica-se o melhor caso para este estudo. Em ambos os casos, a concepção do factor e a temperatura da superfície da coroa é a mais idêntica e a melhor condição limite para a optimização da concepção do pistão. A análise de variância é também realizada para este estudo de investigação e é gerada uma equação de modelação não linear com aprovação de verificação de adequação para estas equações de modelação. A função de desejabilidade composta é utilizada para modificar a análise óptima tanto para as respostas denominadas stress como para a deformação.