彈簧是工業(yè)生產(chǎn)中有重大需求的彈性零件，彈簧在運(yùn)行過程中主要的作用是減震、復(fù)位及傳遞力和力矩。由于彈簧用途廣泛，它的蹤跡遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，滲入到人們的日常生活。但在各使用領(lǐng)域中汽車業(yè)(包括發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)與摩托車制造業(yè))是彈簧最重要的顧客，目前國(guó)內(nèi)彈簧制造企業(yè)銷售收入40%以上來自汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)。并且由于汽車產(chǎn)品涉及到人身安全、環(huán)境保護(hù)和能源消耗，上世紀(jì)80年代以后各國(guó)政府紛紛通過立法的方式對(duì)汽車的安全、排放、節(jié)能指標(biāo)提出種種要求，這些要求主機(jī)廠必然分解落實(shí)到各種配套產(chǎn)品。以懸架彈簧為例，80年代至今彈簧使用應(yīng)力提高近20%，重量相應(yīng)減少。氣門彈簧普遍地從原來內(nèi)外彈簧組成的雙彈簧結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱螐椈山Y(jié)構(gòu)，材料節(jié)省30%以上。

當(dāng)鋼板彈簧安裝在汽車懸架中，所承受的垂直載荷為正向時(shí)，各彈簧片都受力變形，有向上拱彎的趨勢(shì)。這時(shí)，車橋和車架便相互靠近。當(dāng)車橋與車架互相遠(yuǎn)離時(shí)，鋼板彈簧所受的正向垂直載荷和變形便逐漸減小，有時(shí)甚至?xí)聪颉Ｖ匦蛙嚢寤芍髌矶芰?yán)重，是薄弱處，為改善主片卷耳的受力情況，常將第二片末端也彎成卷耳，包在主片卷耳的外面，稱為包耳。為了使得在彈性變形時(shí)各片有相對(duì)滑動(dòng)的可能，在主片卷耳與第二片包耳之間留有較大的空隙。有些懸架中的鋼板彈簧兩端不做成卷耳，而采用其他的支撐連接方式，如橡膠支撐墊。扁平長(zhǎng)方形的鋼板呈彎曲形，以數(shù)片疊成的底盤用彈簧，一端以梢子安裝在吊架上，另一端使用吊耳連接到大梁上，使彈簧能伸縮。目前適用于中大型的貨卡車上。

近年來，彈簧的有限元設(shè)計(jì)方法已進(jìn)入了實(shí)用化階段，出現(xiàn)了不少有實(shí)用價(jià)值的報(bào)告，如螺旋角對(duì)彈簧應(yīng)力的影響；用有限元法計(jì)算的應(yīng)力和疲勞壽命的關(guān)系等。圖1-8所示為用現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法計(jì)算和有限元法解析應(yīng)力的比較。對(duì)相同結(jié)構(gòu)的彈簧，在相同載荷作用下，從圖中可以看出，有效圈少的或螺旋角大的高應(yīng)力彈簧的應(yīng)力，兩種方法得出的結(jié)果差別比較大。這是因?yàn)殡S著螺旋角的大，加大載荷偏心，使彈簧外徑或橫向變形較大，因而應(yīng)力比較大。用現(xiàn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算方法不能確切地反映，而有限元法則能較為確

切地反應(yīng)出來。