金屬波紋管設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是板殼理論、材料力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等。波紋管設(shè)計(jì)的參數(shù)較多，由于波紋管在系統(tǒng)中的用途不同，其設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)也不一樣。例如，波紋管用于力平衡元件，要求波紋管在工作范圍內(nèi)其有效面積不變或變化很小，用于測(cè)量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的；用于真空開關(guān)管作真空密封件，要求波紋管的真空密封性、軸向位移量和疲勞壽命；用于閥門作密封件，要求波紋管應(yīng)具有一定的耐壓力、耐腐蝕、耐溫度、工作位移和疲勞壽命。根據(jù)金屬波紋管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以把波紋管當(dāng)作圓環(huán)殼、扁錐殼或圓環(huán)板所組成。設(shè)計(jì)計(jì)算波紋管也就是設(shè)計(jì)計(jì)算圓外殼、扁錐殼或團(tuán)環(huán)板。金屬波紋涵管設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)為剛度、應(yīng)力、有效面積、失穩(wěn)、允許位移、耐壓力和使用壽命。

金屬波紋管的剛度計(jì)算，波紋管的剛度按照載荷及位移性質(zhì)不同，分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等。目前在波紋管的應(yīng)用中，絕大多數(shù)的受力情況是軸向載荷，位移方式為線位移。金屬波紋管是一種外型象規(guī)則的波的管材，常用的金屬波紋管有碳鋼的，和不銹鋼的，也有鋼質(zhì)襯塑的、鋁質(zhì)的等等。主要用于需要很小的彎曲半徑非同心軸向傳動(dòng)，或者不規(guī)則轉(zhuǎn)彎、伸縮，或者吸收管道的熱變形等，或者不便于用固定彎頭安裝的場(chǎng)合做管道與管道的連接，或者管道與設(shè)備的連接使用。金屬波紋管作為敏感元件、減震元件、補(bǔ)償元件、密封元件、閥門元件及管路連接件，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制和測(cè)量?jī)x表、真空技術(shù)、機(jī)械工業(yè)、電力工業(yè)、交通運(yùn)輸及工業(yè)等領(lǐng)域。隨著金屬波紋管涵在世界各地的安裝使用。

證明了此種結(jié)構(gòu)在各種使用情況下的通用性。在我國(guó)改革開放后，深圳及大同煤礦開始從國(guó)外進(jìn)口成品波紋管涵進(jìn)行涵洞施工。之后，衡水市公路管理處、衡水市政工程設(shè)計(jì)研究院、上海同濟(jì)大學(xué)對(duì)金屬波紋涵管進(jìn)行了動(dòng)、靜載試驗(yàn)，結(jié)果表明能滿足設(shè)計(jì)使用要求，且迅速得到推廣應(yīng)用。幕墻一貫反應(yīng)用于我國(guó)各地公路設(shè)施建設(shè)當(dāng)中。金屬波紋涵管投入到了青海公路施工當(dāng)中，三年的實(shí)踐證明，金屬波紋涵管在北方寒冷地區(qū)完全符合公路建設(shè)當(dāng)中的涵洞施工要求。實(shí)踐證明，用金屬波紋涵管代替金屬筋混凝土進(jìn)行涵洞施工，無論從施工周期、施工造價(jià)、環(huán)保意義等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性，且用金屬波紋涵管進(jìn)行涵洞施工，可大大提高道路行車的舒適度與安全性。避免道路中涵洞的“錯(cuò)臺(tái)跳車”現(xiàn)形，有利于解決西北地區(qū)寒冷霜凍對(duì)砼管涵結(jié)構(gòu)的破壞問題。