我国的力学工作者在金属波纹管的理论研究和实验分析方面作了大量工作，金属波纹管取得了丰硕的研究成果。
波纹管设计的参数较多，由于不锈钢波纹管在系统中的用途不同，其设计计算的重点也不一样。
不锈钢波纹管这种弹性系统的弹性性能主要取决于弹簧的特性和金属膨胀节有效面积的稳定性。
但是，金属膨胀节由于应用了较深的理论和计算数学的方法，工程上应用有一定的困难，也难于掌握，需要进一补偿器步普及推广。
例如，波纹管用于力平衡元件，要求金属波纹膨胀节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，旋转式波纹管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。
 其中主要的研究方法是：
 （1）摄动法
（2）数值积分的初参数法
（3）积分方程法
（4）摄动有限单元法
上述方法都可以对波纹管进行比较精确的计算。
 金属波纹膨胀节设计的理论基础不锈钢膨胀节是板壳理论、材料力学、计算数学等。
波纹管设计计算的参数为刚度、应力、有效面积、失稳、允许位移、耐压力和使用寿命。
在使用过程中，对刚度要求较大，而金属波纹管本身刚度又较小时，可以考虑在不锈钢波纹管的内腔或外部配置圆柱螺旋弹簧。
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。
这样不仅可以提高整个弹性系统的刚度，不锈钢膨胀节而且迟滞引起的误差也可以大为减小。