本教程将带您逐步完成一个示例压缩弹簧的设计。


创建压缩弹簧设计的另一种方法是使用弹簧设计向导（版本 2.5.0）


首先创建一个新的压缩弹簧设计：


在进行其他操作之前，请检查所选的单位、设计标准和公差标准。这些默认设置为公制、EN 13906-1 和 EN 15800。如果您需要创建自己的单位以匹配图纸，可以通过“工具 > 选项”进行设置。

接着沿左侧菜单向下操作，首先是“所需数据”部分，该部分涉及设计开始前您通常已知的基本输入参数，例如材料、端部类型和固定方式。（有时查看设计输出结果时材料选择可能会发生变化，但通常您对起始参数已有相当明确的了解。）目前您可以保留这些默认设置。

接着进入“设计参数”区域。此处用于输入弹簧的基本形状。首先，我们将顶部的下拉设计选项保留为“设定自由长度 + 3 个其他参数”。

您可以看到共有 5 个参数，它们共同定义了弹簧。左侧有一列复选框；这些框用于标识已指定的值。您可以看到“自由长度”变量已被勾选。这是因为其余四个变量相互关联，但弹簧的自由长度是独立的，因此我们必须指定它。


点击“线径”旁边的数值输入框，输入 4。此时，复选框会自动勾选，表明我们已指定该变量。

按 Enter 键跳转至“外径”输入框。在此处输入 25（您也可以通过点击带下划线的“外径”标签来指定内径或平均圈径），然后输入 7 作为总圈数。此时，“弹簧刚度”输入框及其旁边的复选框将变为灰色且不可编辑，这表明刚度将作为计算变量自动生成。

输入自由长度 44（并按 Enter 键），屏幕上将出现大量数值。这是因为我们现在已拥有足够的信息来计算弹簧。虽然尚未输入任何工作数据（即弹簧的使用方式），但现有信息已相当充分。


首先，您可以看到弹簧刚度为 56.32 N/mm。然后在右侧，我们有“计算数据”和“应力数据”区域。“计算数据”是关于弹簧在自由状态（节距、重量等）和受压状态（实长和载荷）下的通用信息。您可以通过“工具 > 选项 > 计算数据”完全自定义此网格中显示的内容。


若查看“应力数据”网格，可见所选材料（EN 10270-1 拉制碳钢）共有 5 个等级，分别为 SL、SM、DM、SH 和 DH。 部分材料仅有一个等级（例如 ASTM A228），部分则有多个等级。每个等级的抗拉强度显示在名称旁边。最后一列是实心应力，以抗拉强度的百分比表示。因此，随着强度的增加，抗拉强度百分比值会相应降低。

让我们回到“设计参数”界面，对设计进行微调。如果取消勾选“外径”旁边的复选框，该参数将变为计算变量，此时我们可以指定弹簧刚度。将数值从 56.32 改为 60，您会看到外径随之变为 24.56 毫米。

现在输入一些运行数据。点击“长度”标签旁标有“1”的列，输入 35（然后按 Enter 键）。 这将针对工作长度 L1 = 35 mm 计算各项参数，并为位置 2 生成一列空白数据。在“载荷”行中，于该列输入 700，即 F2 = 700 N。您也可以输入（相对于自由位置的）挠度值，或（相对于 L1 的）工作挠度值。


此操作还会填充“应力数据”网格，这是最重要的输出结果之一。除了整体应力外，我们现在还获得了两个工作位置的%拉伸值（例如，对于DH级材料，L1处为25%，L2处为33%）。