应力松弛行为是金属构件在长期服役过程中普遍存在的现象,是各类弹性元件主要的失效形式之一。目前较多研究集中在压缩、拉伸、弯曲螺旋弹簧的应力松弛行为,有关矩形截面扭簧应力松弛研究鲜有报道。因此,本文设计研制了一套专门针对矩形截面杆扭簧的扭转应力松弛试验装置,根据试验数据和现有位错运动理论,揭示硅锰合金弹簧钢扭转应力松弛机理,这对提高该类弹簧零件质量,延长零件使用寿命和增加机器可靠性等,都具有重要的理论意义和工程价值。通过自行研制的扭簧应力松弛试验装置,针对不同型号的矩形截面扭簧,在不同温度下进行了扭转应力松弛试验,获取了硅锰弹簧钢在固定扭角条件下扭矩随时间的变化规律。实验表明,常温下硅锰合金弹簧钢抗应力松弛特性良好,高温下有显著的应力松弛现象发生。矩形截面扭簧在恒定温度下的扭转应力松弛过程中,试件尺寸、扭角、弹性模量决定了初始荷载；在应力松弛的初始阶段,等效蠕变随时间增加迅速,然后随时间延续,增速放缓,而在第二阶段,等效蠕变应变增速逐渐稳定；在应力松弛机理方面,应力松弛的过程就是微塑性变形逐渐积累的过程,而高温加剧了这一过程。在总应变保持不变的前提下,弹性应变随时间不断降低,从而造成应力随时间逐渐下降,这与蠕变模型中的应力松弛规律是一致的。硅锰合金弹簧钢应力松弛特性可用位错理论描述,即可动位错密度随时间延续呈幂函数衰减；本文结合新的可动位错密度函数、弹性力学中矩形截面杆约束扭转公式和现有应力松弛位错理论,提出了新的硅锰合金弹簧钢扭转应力松弛动力学方程；利用ABAQUS二次开发接口CREEP子程序,实现了将新的应力松弛动力学方程转化为基于隐式有限元法的修正时间硬化蠕变模型,同时,采用该模型对400℃下的硅锰合金弹簧钢扭转应力松弛行为进行了数值模拟；模拟结果表明,矩形截面扭簧的一些关键点处的Von Mises等效应力随时间变化规律与试验中的扭矩随时间变化规律一致。