Los materiales de fricción han evolucionado al tiempo de las mayores exigencias de durabilidad, resguardo del medio ambiente y estabilidad a altas temperaturas, pero por sus particularidades mecánicas son de difícil caracterización. Por otra parte, la bibliografía disponible para el diseño específico de frenos y embragues de uso industrial es muy escasa, con lo cual en determinadas ocasiones es necesario la utilización de modelado digital.
Se presenta el caso del disco de fricción de un freno electromagnético industrial, construido en material compuesto no metálico, sometido a un complejo estado de tensiones. Sus superficies de roce soportan tensiones tangenciales (con las cuales se obtiene el momento de torsión de frenado) que cambian de sentido entre uno de sus lados y el opuesto a través de su espesor. El centro del disco, con un agujero de geometría cuadrada, transmite el esfuerzo de frenado generando tensiones de aplastamiento en sus superficies internas y localizadas en sus vértices.
La generación de dichas tensiones y su compleja distribución han sido modeladas digitalmente para analizar su incidencia y mejorar el diseño de modo de garantizar una alta efectividad de uso. Se obtuvieron valores de las tensiones localizadas en los vértices del agujero central y tensiones de aplastamiento en los bordes internos. La tensión de compresión produce pequeñas fisuras que combinadas con el frotamiento incrementan rápidamente el desgaste superficial. Las de tracción generan fisuras que luego se propagan hasta la rotura.
El diseño sugerido en base a los resultados obtenidos resulta el menos tensionado y el más económico en lo que se refiere a la manufactura de un equipo de producción industrial. Este diseño es el que se llevó a la práctica, en frenos electromagnéticos de seguridad con resultados satisfactorios en cuanto a la inexistencia de roturas.