一、軸向載荷下的力學(xué)性能

　　當(dāng)斜圈彈簧承受軸向載荷時(shí)，它的變形方式與普通圓柱螺旋彈簧有相似之處，但也有其獨(dú)特的性能表現(xiàn)。

　　軸向壓縮時(shí)，斜圈彈簧會(huì)沿著軸向方向縮短。其剛度（力與變形量之比）與彈簧的螺旋角、鋼絲直徑、彈簧中徑和有效圈數(shù)等因素有關(guān)。和普通彈簧相比，斜圈彈簧由于螺旋角的存在，在軸向壓縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)分力使彈簧有向側(cè)面偏移的趨勢(shì)。不過(guò)，這種偏移趨勢(shì)在合理的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)可以被控制。

　　從應(yīng)力分布來(lái)看，彈簧鋼絲主要承受切向應(yīng)力。而且由于斜圈結(jié)構(gòu)，應(yīng)力在彈簧的不同位置分布并不均勻。在靠近兩端的位置，應(yīng)力集中現(xiàn)象可能會(huì)相對(duì)明顯一些，這是因?yàn)槎瞬考s束和載荷傳遞的特點(diǎn)導(dǎo)致的。例如，在一些實(shí)驗(yàn)中可以觀察到，當(dāng)軸向載荷逐漸增加時(shí)，斜圈彈簧兩端先出現(xiàn)局部的變形變大。

　　二、徑向載荷下的力學(xué)性能

　　在承受徑向載荷時(shí)，斜圈彈簧表現(xiàn)出復(fù)雜的力學(xué)行為。徑向力會(huì)使彈簧產(chǎn)生彎曲變形和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合變形。

　　斜圈彈簧的螺旋角會(huì)使得它在徑向載荷下的彈性恢復(fù)力有一個(gè)切向分量，這個(gè)分量會(huì)產(chǎn)生一定的扭轉(zhuǎn)效果。同時(shí)，彈簧的徑向變形量會(huì)隨著徑向載荷的增加而變大。其徑向剛度同樣受到彈簧幾何參數(shù)的影響，螺旋角越大，徑向剛度相對(duì)越小。

　　由于斜圈彈簧在徑向載荷下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)和彎曲的復(fù)合作用，其內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)包括彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。這種復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)對(duì)彈簧的材料強(qiáng)度提出了更高的要求。如果材料強(qiáng)度不足，在較大的徑向載荷下可能會(huì)出現(xiàn)局部的塑性變形或者疲勞裂紋。

　　三、扭轉(zhuǎn)載荷下的力學(xué)性能

　　當(dāng)斜圈彈簧受到扭轉(zhuǎn)載荷時(shí)，其主要的變形形式是扭轉(zhuǎn)。與普通圓柱螺旋彈簧不同的是，斜圈彈簧的螺旋角會(huì)使扭轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生軸向和徑向的分力。

　　在扭轉(zhuǎn)過(guò)程中，彈簧的扭矩 - 扭轉(zhuǎn)角關(guān)系（扭轉(zhuǎn)剛度）與彈簧的幾何形狀密切相關(guān)。斜圈彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度通常比相同尺寸的普通圓柱螺旋彈簧要復(fù)雜得多。這是因?yàn)槁菪堑拇嬖谑沟门まD(zhuǎn)時(shí)鋼絲的變形模式發(fā)生了變化。

　　從應(yīng)力角度看，在扭轉(zhuǎn)載荷下，彈簧鋼絲主要承受剪切應(yīng)力。而且由于斜圈結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這種剪切應(yīng)力在彈簧圓周方向的分布也不均勻。這種不均勻分布在設(shè)計(jì)和使用斜圈彈簧時(shí)需要重 點(diǎn)考慮，以避免因局部應(yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致彈簧失效。