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在设计弹簧时，材料的强度是有限的。有些特殊环境又不能变通，往往轴向空间大，直径方向狭小。为了达到目的，应力水平的提高必须采用特殊的工艺手段。这类弹簧称之为高应力弹簧，这里高应力的含义是应力已经高于屈服极限了，只有采用预应力技术才能达到要求。研究这类弹簧的机构很分散，实验结果没有共同的统计和计算方法，学习起来不容易掌握，不便于普及。英国的一位专家在《SPINGS》1990年5月发表了优秀的文章，精辟地描述了全过程，现编译如下，供设计高应力弹簧使用。
从理论上说，各种弹簧都可以采用预应力方法。但实践中都是在压簧中采用。简单地说就是经过强压处理。在强压处理的工艺过程中有几个概念需要说明一下：
⑴ 压闭后压闭应力——这是指弹簧在压闭处理后，在压闭位置附近可获得的******应力，也就是设计需要达到的应力。它和抗拉强度的比值就是图1中的纵坐标。比值的范围在85%以内。而普通弹簧的比值均小于50%。原因是扭转屈服强度是拉伸屈服强度的50%左右。
⑵压闭前压闭应力——这是指弹簧在压闭前，从自由长度压到压闭高度的应力的变化范围，是一个计算值。它和强度的比值高达130%，实际上超过50%就开始屈服了。力和应力都不能达到。在图1中局势横坐标。这个变化就是达到预应力的过程。
过程如下：
1．按照原始空间计算出应力，应力与抗拉强度的比值一定大于50%，在图1的纵坐标上找到压闭后压闭应力/抗拉强度的位置，水平向右找到与旋绕比C的交点，再从该点垂直向下，读出横坐标上的数值。这个数值就是压闭前的压闭应力/抗拉强度，它的数值可能会超过抗拉强度，这没有关系。
2．原始的压闭行程是已知的，即自由长度减去压闭长度。
3．通过这个数值就可以获得压闭前行程。压闭前压闭应力∶压闭后压闭应力=压闭前行程∶压闭后行程。
4．压闭前的自由高度等于压闭高度+压闭前行程，需要磨平的要再加上端圈的厚度。卷制的高度就完成了。
5．压闭的次数通过图2查出，多压几次没关系，不能少。首先在横坐标上找到压闭前压闭应力/抗拉强度的对应点，向上与旋绕比C的坐标相交，以这个交点水平向左与纵坐标相交，得到的数值就是压闭次数，非整数时向上凑整。也可通过公式A计算
压闭次数=0.86(压闭前应力/抗拉强度-0.2)（C+4.3） (A)
设计预应力弹簧一定是空间有限，常规设计方法无法实现。首先应该确定达到多大的预应力就可以实现设计目标。
图 1
从图中可以看出几个特点：
⑴ 图中横坐标和纵坐标都是τ/σb，压缩弹簧截面上承受剪应力，屈服强度是τs，τs/σb在0.5～0.6之间，图中纵坐标的压闭后应力比******为0.85(C=4)。
⑵ 需要更高的应力，就要减小旋绕比C，C过小行程就小，就要多加圈数，圈数太多高度就高，必要时还要加导向部分。
⑶ 图中数据选用的是冷拉线材。
⑷ 应尽量选择强度高、屈强比高的材料
图2
现举一实例，说明计算过程（原文数据不变）：
线径 = 3mm
外径 = 21.49mm
自由长度 = 70mm(磨平后)
总圈数 = 11.52
压闭应力(τ) = 1015 N/mm2（压闭后）
材料强度(σb) = 1450 N/mm2
旋绕比 = 6.16
计算过程：
⑴ τ/σb = 1015/1045 = 0.7 = 70%
⑵ 使用图1，查压闭前应力比得出97%
⑶ 计算原始压闭行程 70mm-（11.52×3mm）= 35.44mm
⑷ 计算强压前压闭行程 35.44mm×97/70 = 49.11mm
⑸ 计算强压前自由长度 49.11mm+(11.52×3mm)= 83.67mm
⑹ 计算磨端面前的自由长度 83.67+3 = 86.67mm
⑺ 压闭次数 = 7
以上方法是针对高应力压缩弹簧的设计过程，完成了性能指标的设计，对于静载荷的弹簧，已经达到设计要求。动载荷采用高应力弹簧松弛率比较高，不宜采用。