波纹膨胀节能够起到伸缩作用主要是靠波纹管来实现的，对波纹管膨胀节的功能及强度设计主要是对波纹管的设计，对波纹管的不同设计及组合，可以使波纹管拉伸、压缩或弯曲，从而形成轴向、横向、角向三种基本形式的波纹膨胀节。所以波纹管的设计是波纹膨胀节设计的关健。
波纹管的设计非常复杂，它需要对以下各项参数进行计算和校核：耐压能力、位移引起的应力、疲劳寿命、刚度和稳定性。
波纹管中的应力主要是因为内压和位移引起的，位移引起的应力通常大于内压引起的应力，它沿着波纹管的子午线向方向（经向），一般高于波纹管材料的屈服力。
根据波纹管的波形可分为“U”形和“Ω”形，"Ω"形波纹管能够承受高压，但只能承受较小的轴向位移；“U”形波纹管则相反，在壁厚相同的情况下，它能承受较大的位移，但只能承受较小的压力。为采用U形波纹管伸缩位移较大的特性，弥补U形波纹管只能较小的压力，人们常采取“补强”的方法-即在“U”形波纹管的外部增加增强部件（一般称作铠装环、加强环）。采用多层结构或增加波纹管的厚度也可以提高波纹管承受内压的能力，但是增加厚度会显著降低波纹管的疲劳寿命和增加波纹管的刚度。
波纹管的制作方法有：机械胀形、液压成形、滚压成形、焊接成形、和电沉积成形等。液压成形可以获得综合性能较好的波纹管；滚压成形可以用来制作大直径的波纹管；焊接成形可以获得弹性较好的波纹管；电沉积成形可以制作小直径和高精度的波纹管。
刚度：使波纹管产生单位位移所需要的力。它是计算波纹膨胀节弹性推力的基础，对于相同口径相同压力的波纹管，刚度大小是衡量波纹管性能好坏的参数之一。目前生产厂家都是采用EJMA法计算出波纹管单波轴向刚度(fir),由此得出膨胀节轴向刚度（Kx)。
有效面积：一个等效面积，（Ae=(πDm2)/4 mm2 Dm 波纹管平均直径)。
疲劳寿命：在正常工作条件下，波纹管能正常工作的最小循环次数。
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