金属波纹管设计的理论基础是板壳理论、材料力学、计算数学等。波纹管设计的参数较多，由于波纹管在系统中的用途不同，其设计计算的重点也不一样。例如，波纹管用于力平衡元件，要求波纹管在工作范围内其有效面积不变或变化很小，用于测量元件，要求波纹管的弹性特性是线性的；用于真空开关管作真空密封件，要求波纹管的真空密封性、轴向位移量和疲劳寿命；用于阀门作密封件，要求波纹管应具有一定的耐压力、耐腐蚀、耐温度、工作位移和疲劳寿命。根据波纹管的结构特点，可以把波纹管当作圆环壳、扁锥壳或圆环板所组成。设计计算波纹管也就是设计计算圆外壳、扁锥壳或团环板。
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波纹管的用途由于波纹管的几何形状的特点，是波纹管在轴向力、横向力、弯矩的作用下允许产生较大的变形。与平滑的光管相比，除有足够的强度外，还兼有较大的柔性和在循环应力作用下有很高的性能。
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厚壁波纹管厚壁波纹管多用于压力容器，例如管壳式换热器简体和废热锅炉内件的热补偿等。壁厚为3-22mm。与公称直径相应关系如下。DN=65-150mm DN=200-1350mm DN=1400-3400mm由于厚壁波纹管多用于容器筒体本身的热补偿变形，补偿量小，波纹管厂家报价，一般只需一到两个波。
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