目前,廣泛應用的發條彈簧應力和變形的計算公式是根據材料力學推導出來的,若無一定的實際經驗,很難設計和制造出高精度的發條彈簧。隨著設計應力的提高,以往的很多經驗不再適用。例如,發條彈簧的設計應力提高后,螺旋角加大,會使發條彈簧的疲勞源由簧圈的內側轉移到外側。為此,采用的解析技術,當前應用較廣的方法是有限元法(FEM)。
車輛懸架發條彈簧的特征是除足夠的疲勞壽命外,其變形要小,即抗性能要在規定的范圍內,否則將發生車身偏移。同時,要考慮環境腐蝕對其疲勞壽命的影響。隨著車輛保養期的增大,對變形和疲勞壽命都提出了更嚴格的要求,為此采用高精度的設計方法。有限元法可以詳細預測發條彈簧應力對疲勞壽命和變形的影響,能準確反映材料對發條彈簧疲勞壽命和變形的關系。
近年來,發條彈簧的有限元法設計方法進入實用化階段,出現了不少有實用價值的報告,如螺旋角對發條彈簧應力的影響;用有限元法計算的應力和疲勞壽命的關系等。
對于相同結構的發條彈簧,在相同載荷作用下,圈少的或螺旋角大的風吹草動應力發條彈簧的應力,兩種方法得出的結果差別比較大。這是因為隨著螺旋角的增大,加之載荷偏心,使發條彈簧外徑或橫向變形較大,因而應力也較大。用現行的設計計算方法不能確切地反映,而有限元法則以較為確切地反映出來。