金屬波紋管及其它彈性元件的殘余變形是指加載后元件產生位移，而卸載后再經過相當長的一段時間彈性元件仍不能回復到原始位置．產生一個永久變形的殘留值。元件的殘余變形里與使用狀態有關。當拉伸（或壓縮）的位移里逐漸增大到一定的位移值后，殘余變形將顯著增加。

殘余變形是判定彈性元件變形能力的參數對于彈性敏感元件，如果在達到額定位移值后產生了較大的殘余位移，這將影響儀表的測量精度。因此．一般對殘余變形量給出一定的界限值。在工程中應用的波紋管類組件（如波紋膨脹節），有時為得到較大的位移，使元件工作在彈塑性區，會出現較大的殘余變形。如能滿足一定的使用壽命而不失效．這時殘余變形量不再考慮。

金屬波紋管設計的理論基礎是板殼理論、材料力學、計算數學等。波紋管設計的參數較多，由于波紋管在系統中的用途不同，其設計計算的重點也不一樣。例如，波紋管用于力平衡元件，要求波紋管在工作范圍內其有效面積不變或變化很小，用于測量元件，要求波紋管的彈性特性是線性的；用于真空開關管作真空密封件，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。根據波紋管的結構特點，可以把波紋管當作圓環殼、扁錐殼或圓環板所組成。設計計算波紋管也就是設計計算圓外殼、扁錐殼或團環板。

計算的參數為剛度、應力、有效面積、失穩、允許位移、耐壓力和使用壽命。

耐壓力

耐壓力是波紋管性能的一個重要參數。波紋管在常溫時，波形上不發生塑性變形所能承受的最大靜壓力，即為波紋管的最大耐壓力在一般情況下，波紋管是在一定的壓力（內壓或外壓）下工作的，所以它在整個工作過程中必須承受這個壓力而不產生塑性變形。

波紋管的耐壓力實際上屬于波紋管的強度范疇。計算的關鍵是應力分析，也就是分析波紋管管壁上的應力只要波紋管管壁上最大應力點的應力不超過材料的屈服強度，波紋管所受的壓力就不會達到其耐壓力。

同一波紋管在其它工作條件相同時，受外壓比受內壓時的穩定性要好，所以，受外壓作用時的最大耐壓力比受內壓時高。

當波紋管兩端固定，如果在其內腔通入足夠大的壓力時，波紋管波峰處有可能爆破損壞。波紋管開始出現爆破時波紋管內部的壓力值稱為爆破壓力。爆破壓力是表征波紋管最大耐壓強度的參數。波紋管在整個工作過程中，其工作壓力遠小于爆破壓力，否則波紋管將破裂損壞。

當波紋長度小于或等于外徑時，其計算結果和實際爆破壓力很接近；對細長型波紋管其實際爆破壓力要低很多。爆破壓力大約為允許工作壓力的3~10倍。

對于工作在壓縮狀態的波紋管，它的最大壓縮位移是：波紋管在壓力作用下，壓縮到波紋之間相互彼此接觸時所能產生的最大位移值，也稱為結構允許最大位移，它等于波紋管自由長度與最大壓縮長度之差。

波紋管不產生塑性變形情況下所能獲得的最大位移稱為波紋管的允許位移。

波紋管在實際工作過程中會產生殘余變形，殘余變形又稱永久變形或塑性變形，波紋管在力或壓力作用下產生變形，當力或壓力卸除后，波紋管不恢復原始狀態的現象稱殘余變形，殘余變形通常用波紋管不恢復原始位置的量來表示又稱零位偏移。

波紋管位移與零位偏移之間的關系，無論拉伸還是壓縮位移，在波紋管位移的起始階段，它的殘余變形量都很小，一般都小于波紋管標準中規定的允許零位偏移值。但是，當拉伸（或壓縮）位移量逐漸增大到超過一定的位移值后，會引起零位偏移值的突然增大，這表示波紋管產生比較大的殘余變形，在這之后．如果再增大一點位移量，殘余變形將顯著增加。所以波紋管一般不應超過這個位移量，不然將會嚴重的降低其精度、穩定性和可靠性以及使用壽命。

波紋管在壓縮狀態下工作時的允許壓縮位移量比工作在拉伸狀態下的允許拉伸位移量要大一些，所以在設計波紋管時應盡可能讓波紋管在壓縮狀態下工作。通過實驗發現，在一般情況下，同一材料、同一規格的波紋管，其允許的壓縮位移是允許的拉伸位移的1.5倍。

允許位移與波紋管的幾何尺寸參數及材料性能有關。一般情況下，波紋管的允許位移大小與材料的屈服強度及外徑的平方成正比，而與材料的彈性模量、波紋管的壁厚成反比。同時，相對波深、波厚對它也有一定影響。