请注意，优化模块是 SCP 的可选功能。

优化功能为您提供了极致的设计灵活性。您可以对任何输入参数或计算出的输出值应用最小值或最大值（或两者兼有），然后要求计算机针对任何参数的最小值或最大值进行设计。因此，您可以设计出最轻（因而最便宜！）的弹簧，或寻找最短的实长、最大的弹簧刚度，以及许多其他可能性。

优化窗口分为三个部分：

• “设计选项”部分涵盖基本背景信息，例如材料、端部类型、疲劳循环要求（如有）。
• “设计要求”部分允许您为显示的任何参数设置最小值和最大值。
• “计算数据”部分显示优化结果。

设计选项

这些要求大多不言自明。请务必选择合适的材料等级，因为默认值将是列表中的第一个，这可能并不合适（例如，如果您要查看疲劳要求）。但是，理解“应力”下拉菜单非常重要。它定义了软件将遵循的限制。共有四个选项：

• 无预应力 - 在此情况下，实体的应力必须保持在无预应力限值以下（弹簧始终保持弹性）。
• 预应力至固态——此时固体应力必须保持在预应力限值以下
• 未预应力，固体处超应力——此时 L2 应力必须保持在未预应力限值以下（弹簧保持弹性，但绝不能将其压缩超过 L2）。我们不关心 L2 限值以下的应力有多高。
• 预应力至 L2，在固体处过载——此处 L2 应力必须保持在预应力极限以下（同样，绝不能将其压缩超过 L2）。我们不关心 L2 以下应力有多高。

设计要求

在此处，您可以为显示的任何参数输入最小值或最大值。若最小值与最大值输入相同，则表示要求精确达到该特定值——例如，这在工作长度设定中很常见。

您还需设定目标，以定义您关注的输出结果，并指定该结果是取最小值还是最大值。

计算完成后，完全满足的最小/最大值将显示为蓝色，而未满足的则显示为红色。

计算数据

优化计算完成后，弹簧参数将显示在两个表格中。上部表格展示基本弹簧设计，下部表格则显示其他各类数据。

优化示例

我们收到了一位客户的简单要求：

长度为 50 mm 时，载荷为 50 N。

长度为30 mm时，载荷为200 N。

我们被告知必须使用 EN 10270-1 规格的线材（拉制碳钢，或称琴弦钢），除此之外没有其他要求。

首先，我们将材料等级改为DM，因为我们仅使用DM、SH和DH（如果您熟悉这些等级，这并不重要，仅作为更改等级的示例）。我们将“设计选项”中的其他设置保持原样。然后输入这些载荷和长度要求——将最小值和最大值设为相同，以便使用这些具体数值：

计算机运算时会显示几秒钟的进度条，随后便会呈现计算出的弹簧。可以看到重量为0.0180 kg，工作载荷和长度以蓝色显示，表明它们完全满足要求：

这样虽然可以，但通过调整部分设计选项，我们可以做得更好：

• 若改用强度更高的DH级材料，重量将降至0.0131千克，这是因为抗拉强度提升，使得设计应力水平相应提高。
• 如果接着将应力选项改为“预应力至刚性”，重量将再次降至 0.00753 千克。这还不到第一根弹簧重量的一半！

这时客户突然提出疲劳寿命要求为1000万次循环。若在“设计选项”下拉菜单中选择该项，弹簧重量将增加至0.0256千克。但若随后选择对弹簧进行喷丸处理，重量又会降回0.0114千克。

不可能的约束

到目前为止，我们的设计过程还相当顺利。但让我们输入一些永远无法满足的要求，看看会发生什么。 在下图截图中，我们设定了最小内径为20毫米，最小实心长度为10毫米。计算机经过计算后明确指出不存在可行解。为了不至于完全无果，系统展示了一个几何约束违背程度最小的弹簧。在此情况下，载荷值尚在可接受范围内，但实心长度却超过了要求。

将弹簧发送至验证窗口

点击“传输”按钮，即可对当前优化后的弹簧进行完整分析，包括所有常规输出窗口。

保存优化输入

弹簧传输完成后，您可以按常规方式将其保存。所有使用的优化输入参数将随设计一同保存，以便您后续重新加载，返回“优化”窗口查看计算过程。