金属波纹管（简称波【纹管）是一种挠性、薄壁、有横向波纹的管壳零件，在外力及力◤矩作用下能吸收轴向、角向、侧向及其组合位移。除弹性特性外⌒，波纹管」还具有耐压、密封、耐腐蚀、耐温度、耐冲击等多种性能，是一种多功能零部㊣　件，现已应用于机械、汽车、石化、水泥等领域。

　　金属波纹管有许多结构形式，以U形波纹管的应△用。U型金属波纹管由环板和具有正、负高斯曲率的半①圆环壳组成，在管道系统中常用它作为位移补偿元件，补偿管道由于热胀冷缩、地基不均匀沉降及安装误差等引起的位移。由于管道◆所传输的介质具有一定的压力，波纹管除了受管道的位移作用外还承受介质压『力。

　　金属波纹管的设计计算方法主要有三种：解析法、工程设计法和有限▓元法。在20世纪70年代之前，金属波纹管结构分析主要采用卐解析法，其主要思想是：根据近似简单∑　梁、近似圆柱体、近似壳体的假设，依据材料力学理☆论了解波纹管壳体的应力-应变值。但由于波纹管本身▼是一种较为复杂的轴对称薄壁壳体，且在绝〖大多数工况下材料处于塑性大变形№范围内，因而在解析解与波纹管材料的实际响ω　应之间存在着较大的误差。现解析法在行业内应用较少。

　　为了适应工程设计需要，引入了工程设○计法，该方法的主要思想是在解♂析法了解的近似解中引出了图表形式的修正系数，经过近似【修正，得出简单的设计计★算公式，并在工程设计中应用。我国较有影响◤的工程设计方法是美国膨胀节〓制造者协会（EJMA）标准公式，它对波纹管的应力分析，假设条件较合理▆，加上计算式对实际的影响因素做了修正，故计算结构与实验数据较为接近，国内相关波纹管标准大多采ㄨ用EJMA标准中的计算公式。现在，随着特种波纹管在石油石化，水泥等行业的大量应用，工程设计方法已较难满●足复杂工况下的波纹管设计要求，需要应用设计＠计算方法。

　　近几年，随着计算机和计算数〒学的发展而产生，有限元法在波纹管的数值分析中的应用。有限元法¤的主要思想是将波纹管本体进ξ　行离散化，分成若干个单元，通过原理♀建立起以结点位移为基本未知量※的代数方程组，通过求解结点位移，进而求出应变和应◥力，是对波纹管进行综合性能分析↘的方法。