目前,M3弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的,若无实际经验,很难设计和制造出高 度的M3弹簧。随着设计应力的提高,以往的很多经验不再适用。例如,M3弹簧的设计应力提高后,螺旋角加大,会使M3弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。当前应用广的方法是有限元法(FEM)。
车辆悬架M3弹簧是除足够的疲 劳寿命外,其变形要小,即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,对变形和疲劳寿命都提出了更严格的要求,为此须采用高 度的设计方法。有限元法可以详细预测M3弹簧应力对疲劳寿命和变形的影响,能准确反映材料对M3弹簧疲 劳寿命和变形的关系。
近年来,M3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M3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。
M3弹簧的旋绕比和节距越大,塑性变形越小,内应力越不稳定,M3弹簧直径和节距的越难控制。因此,在卷制旋绕比和节距大的M3弹簧时,各工序的操作应特别注意。例如,倒车时速度要慢,搬运卷好的M3弹簧毛坯时要轻,在去应力退火前尽量少移动等。对于旋绕比大的M3弹簧毛坯,在卷制完毕后固定,随心轴同时进行去应力退火后,再从心轴上取下。