Notez que le module d'optimisation est une fonctionnalité optionnelle de SCP.

La fonctionnalité d'optimisation vous offre une flexibilité de conception optimale. Vous pouvez appliquer une valeur minimale ou maximale (ou les deux) à n'importe quel paramètre d'entrée ou valeur de sortie calculée, puis demander à l'ordinateur de concevoir en fonction de la valeur minimale ou maximale de n'importe quel paramètre. Vous pouvez ainsi concevoir le ressort le plus léger (et donc le moins cher !), rechercher la longueur solide la plus courte, le taux maximal, ou bien d'autres possibilités.

La fenêtre d'optimisation est divisée en trois parties :

• La section Options de conception couvre les informations de base telles que le matériau, le type d'extrémité, les exigences en matière de cycles de fatigue (le cas échéant).
• La section Exigences de conception vous permet de définir les valeurs minimales et maximales de n'importe quel paramètre affiché.
• La section Données calculées vous présente les résultats de l'optimisation.

Options de conception

La plupart de ces exigences sont explicites. Veillez à choisir une nuance de matériau appropriée, car la valeur par défaut sera la première de la liste et celle-ci peut ne pas convenir (par exemple si vous examinez une exigence de fatigue). Il est toutefois important de comprendre le menu déroulant Contrainte. Celui-ci définit les limites dans lesquelles le logiciel fonctionnera. Il existe quatre options :

• Non précontraint : la contrainte du solide doit rester inférieure à la limite de non précontraint (le ressort reste toujours élastique).
• Précontraint jusqu'à la limite solide : la contrainte solide doit rester inférieure à la limite de précontrainte
• Non précontraint, surcontraint au niveau du solide : ici, la contrainte L2 doit rester inférieure à la limite de non précontrainte (le ressort reste élastique, mais vous ne devez jamais le comprimer au-delà de L2). Peu importe l'intensité de la contrainte en dessous de L2.
• Précontraint jusqu'à L2, surcontraint à l'état solide : ici, la contrainte L2 doit rester inférieure à la limite de précontrainte (là encore, vous ne devez jamais le comprimer au-delà de L2). Peu importe l'intensité de la contrainte en dessous de L2.

Exigences de conception

Vous pouvez ici saisir des valeurs minimales ou maximales pour n'importe lequel des paramètres affichés. Si vous saisissez la même valeur pour le minimum et le maximum, cela donne une exigence spécifique visant à atteindre cette valeur exacte — c'est courant avec les longueurs de travail, par exemple.

Vous définissez également l'objectif, qui détermine le résultat qui vous intéresse, et si vous souhaitez une valeur minimale ou maximale pour celui-ci.

Une fois le calcul effectué, toutes les valeurs minimales/maximales qui sont respectées à la lettre s'affichent en bleu, et celles qui ne le sont pas s'affichent en rouge.

Données calculées

Une fois le calcul d'optimisation effectué, les paramètres du ressort s'affichent dans les deux tableaux. La partie supérieure présente la conception de base du ressort, tandis que celle du bas affiche diverses autres données.

Exemple d'optimisation

Un client nous a soumis une exigence simple :

Pour une longueur de 50 mm, une charge de 50 N.

Pour une longueur de 30 mm, une charge de 200 N.

On nous a indiqué qu'il devait être fabriqué à partir de fil EN 10270-1 (acier au carbone tréfilé, ou fil d'harmonie), mais rien d'autre.

Tout d'abord, nous modifions la nuance de matériau en DM, car nous n'utilisons que DM, SH et DH (si vous connaissez ces nuances, cela n'a pas d'importance, il s'agit simplement d'un exemple de changement de nuance). Nous laissons tout le reste tel quel dans les options de conception. Ensuite, nous saisissons ces exigences de charge et de longueur, en définissant les valeurs minimales et maximales de manière identique afin d'utiliser ces valeurs spécifiques :

Une barre de progression s'affiche pendant quelques secondes pendant que l'ordinateur travaille, puis nous voyons le ressort calculé. Vous pouvez voir que le poids est de 0,0180 kg, et que les charges et longueurs de fonctionnement sont affichées en bleu, indiquant qu'elles ont été respectées exactement :

C'est correct, mais nous pouvons faire un peu mieux en modifiant certaines options de conception :

• Si nous passons à la nuance DH, plus résistante, le poids diminue à 0,0131 kg, car la résistance à la traction a augmenté et nous travaillons donc avec une contrainte de conception plus élevée.
• Si nous modifions ensuite l'option de contrainte pour « précontrainte jusqu'à la limite d'élasticité », le poids diminue encore pour atteindre 0,00753 kg. C'est moins de la moitié du poids du premier ressort !

Soudain, le client revient avec une exigence de durée de vie en fatigue de 10 millions de cycles. Si nous sélectionnons cette option dans le menu déroulant « Options de conception », le ressort devient plus lourd, à 0,0256 kg. Mais si nous choisissons ensuite de grenailler le ressort, le poids redescend à 0,0114 kg.

Contraintes impossibles

Jusqu'à présent, cela a été assez simple. Mais ajoutons quelques exigences qui ne pourront jamais être satisfaites, et voyons ce qui se passe. Dans la capture d'écran ci-dessous, nous avons défini un diamètre intérieur minimum de 20 mm et une longueur solide minimale de 10 mm. Le logiciel réfléchit, mais indique clairement qu'il n'existe aucune solution possible. Plutôt que de ne rien afficher, il présente un ressort présentant le moins de violations de contraintes géométriques possible. Dans ce cas, les charges ne sont pas trop éloignées, mais la longueur solide est supérieure à celle requise.

Envoi du ressort vers la fenêtre de validation

En cliquant sur le bouton Transférer, vous pouvez analyser correctement le ressort optimisé actuel, y compris toutes les fenêtres de sortie habituelles.

Enregistrement des données d'optimisation

Une fois le ressort transféré, vous pouvez l'enregistrer de la manière habituelle. Toutes les données d'optimisation utilisées seront enregistrées avec la conception, ce qui vous permettra de les recharger, de revenir à la fenêtre d'optimisation et de voir comment le calcul a été effectué.