螺旋弹簧在各个行业中应用广泛，一直以来都受到了大量的关注和研究，与金属材料相比，复合材料的综合性能突出，在弹簧领域具有广阔的应用前景，但其成型加工难度较大，阻碍了弹簧的研究与发展。本文首先开发出一种基于真空辅助成型工艺（Vacuum Assisted Resin Influsion，简称VARI）的新型复合材料螺旋弹簧制备工艺，并运用此工艺制备了不同纤维含量的平行无捻、不同增强体捻度的多股加捻和不同编织角度的编织复合材料弹簧（单层和双层），对其进行了扭转、压缩和回弹性测试，初步分析了增强体结构参数对弹簧力学性能的影响。然后建立了适应各结构弹簧内部增强体特点的三维几何模型并运用数值方法模拟了弹簧在轴向压缩载荷作用下的力学性能，揭示了不同结构弹簧的应力分布规律。最后使用数值分析法预测了各结构弹簧的弹簧常量在不同影响因素下的变化规律。
　　研究结果表明，新型复合材料螺旋弹簧制备工艺具有较高的可靠性，弹簧实际纤维体积含量值与理论值最大仅相差2.84%，且弹簧表面光滑孔隙率低。复合材料螺旋弹簧的压缩性能与复合材料杆件的扭转性能变化趋势一致。平行无捻、多股加捻和编织三种增强体结构复合材料螺旋弹簧的压缩性能依次增加，与平行无捻结构弹簧相比多股加捻弹簧的弹簧常量最大可提升62.83%，与多股加捻弹簧相比编织结构弹簧的弹簧常量最大可提升129.08%。随着平行无捻弹簧纤维含量和多股加捻弹簧增强体捻度的增加，弹簧的弹簧常量逐渐增加，而随着编织弹簧中编织角度的增加弹簧常量逐渐减小。复合材料弹簧的回弹性能与弹簧常量联系紧密，结构相同的复合材料螺旋弹簧的弹簧常量越小其回弹性能越优，最大回弹率可达94.74%。
　　数值分析中平行无捻、多股加捻和编织三种增强体结构弹簧的应力值依次增加，各结构弹簧的最大应力分别为90Mpa、350Mpa、830Mpa。三种结构弹簧在初始坐标0°～360°内的角度应力曲线均显示为正弦趋势。在平行无捻结构弹簧压缩中，结构内有严重的应力集中现象，其危险截面位于弹簧的内径向区且在初始坐标180°时应力值最大；多股加捻弹簧中，结构内各股纤维间受力均匀；编织结构弹簧中，编织结构从初始坐标0°到360°中相应部位应力基本无变化，在初始坐标0°～360°中的角度应力曲线的最大值和最小值相差较小结构间均匀受力。弹簧常量变化规律预测中，45%、50%、55%三种不同纤维含量下的弹簧最初随着捻度的增加弹簧常量快速增加，后弹簧常量增幅减小，拟合出弹簧捻度与弹簧常量关系公式为五次多项式；编织结构弹簧的弹簧常量从20°开始随着编织角度的增加弹簧常量逐渐增大，当编织角度达到45°后随着编织角度的增加，其弹簧常量又逐渐减小，拟合出编织结构弹簧的编织角度与弹簧常量的关系为二次多项式。