波纹管上的应力是由系统中的压力和波纹管变形所产生的。压力在波纹管上产生环(周向)应力,而在波的侧壁、波谷和波峰处产生径向的薄膜和弯曲应力。不能抗弯的薄壳有时称为薄膜,忽略弯曲而算得的应力则称为薄膜应力。波纹管变形时产生径向薄膜应力和弯曲应力。波纹管在工作时,有的承受内压,有的承受外压,例如波纹膨胀节和金属软管在多数情况下其波纹管承受内压,而用于阀门阀杆密封的波纹管一般情况下承受外压在这里主要分析波纹管承受内压时的应力,波纹管承受外压的能力一般情况下耐内压能力。随着波纹管的广泛应用,人们对波纹管的应力进行大量的分析研究和实验验证工作,提出了许多供工程设计使用的计算公式、计算程序和图表。但是,有的方法由于图表或程序繁复使用不方便,有的方法假设条件不是过于简化就是过于理想,难以使用上的安全可靠,不少方法未能为工程界所接受。因此,真正符合实用要求的方法为数不多。
波纹管位移与零位偏移之间的关系,无论拉伸还是压缩位移,在波纹管位移的起始阶段,它的残余变形量都很小,一般都小于波纹管标准中规定的允许零位偏移值。但是,当拉伸(或压缩)位移量逐渐增大到超过一定的位移值后,会引起零位偏移值的突然增大,这表示波纹管产生比较大的残余变形,在这之后.如果再增大一点位移量,残余变形将显著增加。所以波纹管一般不应超过这个位移量,不然将会严重的降低其精度、稳定性和可靠性以及使用寿命。
波纹管的寿命是在工作条件下使用时,能正常工作的短工作期限或循环次数。用波纹管组成的弹性密封系统,经常在承受较多循环次数的变动载荷和较大位移的条件下工作,因此确定波纹管的使用寿命,具有重要意义。因为波纹管的作用不同,对其使用寿命的要求也不一样。