目前,广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的,若无一定的实际经验,很难设计和制造出高精度的弹簧.随着设计应力的提高,以往的很多经验不再适用.为此,必须采用精密的解析技术,当前应用较广的方法是有限元法(FEM).
车辆悬架弹簧的特征是除足够的疲劳寿命外,抗松弛性能要在规定的范围内,否则将发生车身重心偏移.同时,要考虑环境腐蚀对其疲劳寿命的影响.随着车辆保养期的增大,对永久变形和疲劳寿命都提出了更严格的要求,为此必须采用高精度的设计方法.有限元法可以详细预测弹簧应力对疲劳寿命和永久变形的影响,能准确反映材料对弹簧疲劳寿命和永久变形的关系.
近年来,弹簧的有限元法设计方法进入实用化阶段,出现了不少有实用价值的报告,如:螺旋角对弹簧应力的影响;用有限元法计算的应力和疲劳寿命的关系等.
另外,在弹簧的设计过程中还引进了优化设计.弹簧的结构较为简单,功能单纯,影响结构和性能的参变量省,所以设计者很早就运用解析法、图解法或图解分析法寻求最优设计方案,取得了一定的成效.随着计算技术的发展,利用计算机进行非线性规划的优化设计,取得了成效.