Si noti che il modulo Ottimizzazione è una funzionalità opzionale di SCP.

La funzionalità di Ottimizzazione offre la massima flessibilità di progettazione. È possibile applicare un valore minimo o massimo (o entrambi) a qualsiasi parametro di input o valore di output calcolato, e quindi chiedere al computer di progettare per il valore minimo o massimo di qualsiasi parametro. In questo modo è possibile progettare la molla più leggera (e quindi più economica!), oppure cercare la lunghezza netta più corta, o la rigidità massima, o molte altre possibilità.

La finestra di ottimizzazione è suddivisa in tre parti:

• La sezione Opzioni di progettazione copre le informazioni di base quali il materiale, il tipo di estremità, i requisiti del ciclo di fatica (se presenti).
• La sezione Requisiti di progettazione consente di impostare i valori minimi e massimi di qualsiasi parametro visualizzato.
• La sezione Dati calcolati mostra i risultati dell'ottimizzazione.

Opzioni di progettazione

La maggior parte di questi requisiti è intuitiva. Assicurarsi di selezionare un tipo di materiale adeguato, poiché l'impostazione predefinita sarà la prima dell'elenco e potrebbe non essere appropriata (ad esempio, se si passa a esaminare un requisito di fatica). Tuttavia, è importante comprendere il menu a tendina Sollecitazione. Questo definisce i limiti entro i quali opererà il software. Sono disponibili quattro opzioni:

• Non precompresso - in questo caso la sollecitazione del solido deve rimanere al di sotto del limite non precompresso (la molla rimane sempre elastica).
• Precompresso fino al solido - in questo caso la sollecitazione del solido deve rimanere al di sotto del limite di precompressione
• Non precompresso, sovraccarico al solido - qui la sollecitazione L2 deve rimanere al di sotto del limite non precompresso (la molla rimane elastica, ma non deve mai essere compressa oltre L2). Non ci interessa quanto sia alta la sollecitazione al di sotto di L2.
• Precompresso a L2, sovraccarico al solido - qui la sollecitazione L2 deve rimanere al di sotto del limite di precompressione (anche in questo caso, non bisogna mai comprimerla oltre L2). Non ci interessa quanto sia alta la sollecitazione al di sotto di L2.

Requisiti di progettazione

Qui è possibile inserire i valori minimi o massimi per ciascuno dei parametri mostrati. Se si inserisce lo stesso valore sia per il minimo che per il massimo, si ottiene un requisito specifico che punta a quel valore esatto - questo è comune con le lunghezze di lavoro, ad esempio.

È inoltre possibile impostare l'obiettivo, che definisce l'output di interesse e se si desidera un valore minimo o massimo dello stesso.

Una volta eseguito il calcolo, i valori minimi/massimi soddisfatti esattamente vengono visualizzati in blu, mentre quelli non soddisfatti vengono visualizzati in rosso.

Dati calcolati

Dopo il calcolo di ottimizzazione, i parametri della molla vengono visualizzati nelle due tabelle. La parte superiore mostra il progetto di base della molla, quella inferiore mostra vari altri dati.

Esempio di ottimizzazione

Abbiamo ricevuto una semplice richiesta da un cliente:

A una lunghezza di 50 mm, un carico di 50 N.

A una lunghezza di 30 mm, un carico di 200 N.

Ci è stato detto che deve essere realizzata con filo EN 10270-1 (acciaio al carbonio trafilato, o filo armonico), ma nient'altro.

Per prima cosa, cambiamo il tipo di materiale in DM, perché usiamo solo DM, SH e DH (se conosci questi tipi, non è importante, ma è solo un esempio di come cambiare il tipo). Lasciamo tutto il resto nelle Opzioni di progettazione così com'è. Poi inseriamo quei requisiti di carico e lunghezza - impostando sia il minimo che il massimo allo stesso valore in modo da usare quei valori specifici:

Viene visualizzata una barra di avanzamento per alcuni secondi mentre il computer lavora, poi vediamo la molla calcolata. Si può notare che il peso è 0,0180 kg e che i carichi e le lunghezze di esercizio sono indicati in blu, a indicare che sono stati soddisfatti esattamente:

Va bene, ma possiamo ottenere un risultato leggermente migliore modificando alcune delle opzioni di progettazione:

• Se passiamo al grado DH, che presenta una resistenza maggiore, il peso si riduce a 0,0131 kg, poiché la resistenza alla trazione è aumentata e stiamo quindi lavorando con una sollecitazione di progetto più elevata.
• Se poi modifichiamo l'opzione di sollecitazione in "precompressione fino al solido", il peso si riduce nuovamente a 0,00753 kg. Questo è meno della metà del peso della prima molla!

Improvvisamente il cliente torna con un requisito di durata a fatica di 10 milioni di cicli. Se inseriamo questo valore nel menu a tendina delle opzioni di progettazione, la molla diventa più pesante, arrivando a 0,0256 kg. Ma se poi scegliamo di sottoporre la molla a pallinatura, il peso torna a scendere a 0,0114 kg.

Vincoli impossibili

Finora è stato piuttosto semplice. Ma inseriamo alcuni requisiti che non potranno mai essere soddisfatti e vediamo cosa succede. Nello screenshot qui sotto abbiamo inserito un diametro interno minimo di 20 mm e una lunghezza minima del solido di 10 mm. Il computer ci pensa su, ma chiarisce che non c'è una soluzione possibile. Piuttosto che non darti nulla, viene mostrata una molla che presenta il minor numero possibile di violazioni dei vincoli geometrici. In questo caso i carichi non sono troppo lontani, ma la lunghezza del solido è superiore a quella richiesta.

Invio della molla alla finestra di convalida

Facendo clic sul pulsante Trasferisci, è possibile analizzare correttamente la molla ottimizzata corrente, comprese tutte le consuete finestre di output.

Salvataggio degli input di ottimizzazione

Dopo che la molla è stata trasferita, è possibile salvarla nel modo consueto. Tutti gli input di ottimizzazione utilizzati verranno salvati insieme al progetto, in modo da poterli ricaricare, tornare alla finestra Ottimizzazione e vedere come sono stati calcolati.