波紋管設計需滿足兩方面要求，作為柔性元件能補償熱脹冷縮位移，同時作為承壓元件應具有足夠強度承受系統的內壓（或外壓）。U形波紋管基本結構由直邊圓筒、環板和環殼組成其受到載荷可分為壓力載荷和位移載荷，結構和載荷因素決定了波紋管的強度設計復雜性。目前波紋管設計方法可以分為解析法、工程近似法和數值模擬法3種。解析法以薄殼理論為基礎，建立波紋管的微分方程，求解應力和位移的解析解，其過程非常繁雜，實際設計中難以采用。為了設計計算簡便，工程近似方法將波紋管簡化為兩端固支的直梁或曲梁模型，采用材料力學公式進行計算?？紤]到梁模型與實際情況之間的誤差，現行標準中采用對梁模型計算結果進行實驗數據的修正方法，這種工程近似法具有的準確性，但因為是經驗方式，有的應力計算結果偏于保守，同時由于實驗數據有限，公式的適用性也受到限制。
　　　　　　　　　
　　近年來計算機硬件技術發展，為數值模擬方法在工程應用中創造了硬件條件，三維有限元軟件廣泛應用又為數值模擬計算提供了強有力的工具。為了克服上述工程近似方法的局限性，本文將著重討論數值模擬方法在波紋管強度校核、疲勞壽命分析和剛度計算中的應用，實現波紋管加設計。