多股螺旋弹簧（Stranded-Wire Helical Springs,以下简称“多股簧”）是由钢索通过有心卷或无芯卷的方式卷制制成的圆柱螺旋弹簧。由于多股簧性能的优越性,它在航空航天、国防军备、民用设施等各领域取代了大部分普通圆柱螺旋弹簧。但目前多股簧的疲劳失效研究尚不成熟,而多股簧的疲劳失效直接关系到航空航天装备和军用自动武器的可靠性。所以,必须进行多股簧的疲劳寿命预测及失效研究,为多股簧的设计计算提供参考,从而推动多股簧的应用。本文以实际工程应用中的多股簧为例,针对多股簧的疲劳失效问题进行了以下研究:（1）论文提出了多股簧的参数化建模方法,实现了多股簧三维模型的快速建模。基于三维模型建立了多股簧动态响应的有限元仿真模型,求解了多股簧应力应变及动态响应曲线,通过多股簧动态响应实验验证了有限元结果的正确性,并研究了多股簧中主要的几何参数对动态响应曲线的影响规律。最后利用了有限元软件中的子模型技术对多股簧关键区域的进行了应力应变计算,在获得较精确结果的同时降低了有限元计算的时间,为疲劳寿命预测中应力应变的求解提供了基础;（2）提出了能够较为准确地预测多股簧疲劳寿命的方法,该方法首先通过有限元仿真计算了多股簧的应力应变历程;然后,进行了钢丝材料试验,结合通用斜率法推导出多股簧材料的疲劳性能参数;最后,结合多股簧的应力应变历程和多轴疲劳寿命预测模型,预测了多股簧的疲劳寿命,并进行了试验验证。该方法极大地降低了多股簧疲劳试验的高成本,缩短试验周期,同时为多股簧疲劳寿命影响因素敏感性分析提供理论基础;（3）针对多股簧几何参数对疲劳寿命的影响敏感性的问题,以多股簧疲劳寿命预测模型为基础,对三组不同几何参数下的多股簧进行寿命预测,然后根据寿命预测结果分析了多股簧几何参数（弹簧旋绕比C、弹簧螺旋角α1、钢索钢丝捻角α2）对疲劳寿命影响的敏感性,并结合多股簧的设计计算,提出了提高多股簧疲劳寿命的方法;（4）针对多股簧疲劳失效的现象,首先对疲劳试验中发生疲劳失效的多股簧进行了理化分析研究,其中包括钢丝断口的宏微观形貌,钢丝材料化学成分,维氏硬度测试以及金相组织分析研究,最后结合分析结果和多股簧的加工工艺,提出了提高多股簧疲劳寿命的措施。