金屬波紋管設計采用數值模擬技術(shù)能克服工程近似計算公式存在的不足。目前有限元軟件分析，不僅能分析復雜結構的靜力問(wèn)題，而且可以解熱—結構耦合、機械—流體耦合等多物理場(chǎng)問(wèn)題；不僅可以分析線(xiàn)性彈性問(wèn)題，同時(shí)也能解結構、材料的非線(xiàn)性問(wèn)題。采用三維有限元軟件，可以按照波紋管實(shí)際結構形狀，建立有限元實(shí)體模型，避免了模型誤差。通過(guò)有限元求解，可以了解應力和變形的詳細分布情況，為金屬波紋管分析設計提供應力分析依據。

　　針對金屬波紋管結構和載荷特點(diǎn)，采用數值模擬方法進(jìn)行應力分析過(guò)程需要注意以下幾點(diǎn)：

　　1）模型

　　有限元模型可以采用二維或三維模型。如果波紋結構、邊界條件和載荷完全對稱(chēng)，為了節約計算資源，可以采用二維有限元模型。三維模型比較直觀(guān)，但建立的模型較大，對計算機硬件要求較高。采用三維有限元模型時(shí)，也可根據結構對稱(chēng)性，選取1/2或1/4實(shí)體結構建模計算。

　　模型建立還應考慮腐蝕裕量的影響。在金屬波紋管剛投入使用時(shí)，其厚度包括腐蝕裕量，在使用壽命后期，其厚度不包括腐蝕裕量。壁厚的變化會(huì )影響金屬波紋管的剛度、承壓能力、疲勞壽命和穩定性，因此，需建立包括腐蝕裕量和不包括腐蝕裕量的兩種模型同時(shí)進(jìn)行計算。

　　2）載荷

　　金屬波紋管受到的載荷可以分為兩大類(lèi)：壓力載荷和位移載荷。其中壓力載荷分為內壓和外壓；位移載荷可分為壓力引起的位移和熱脹冷縮引起的位移，這兩種位移載荷可能同時(shí)作用，也可能只是其中之一作用。

　　3）應力分類(lèi)和評定

　　金屬波紋管有限元應力分析結果，應根據載荷性質(zhì)和分布特性分為一次應力、二次應力和峰值應力，并采用不同的許用值加以限定。

　　在環(huán)殼、環(huán)板和直邊圓筒遠離結構不連續處，由壓力載荷產(chǎn)生的薄膜應力屬于一次總體薄膜應力，壓力載荷產(chǎn)生的彎曲應力屬于二次應力，溫差導致的位移載荷產(chǎn)生的薄膜和彎曲應力屬于二次應力。