金属波纹管几何形状虽然比较简单，但是其设计计算十分复杂，涉及几何非线性（几何形状发生变化）、材料非线性（产生弹、塑性变形）等。到目前为止，国内还没有一种理论计算公式被广泛应用，普遍应用的一种工程设计公式是美国膨胀节制造商协会（简称EJMA）标准中的计算公式。EJMA标准的计算公式对波纹管结构进行了较大的近似和简化。该公式能部分解决一般工程上的应用问题，对设计精度要求高的金属波纹管，需要应用更先进方法进行金属波纹管设计。
应用工程设计法设计，需要制造波纹管样件进行多次性能试验，反复修改设计，逐步优化，这样必然加长产品的研制周期。应用有限元分析技术代替传统的设计手段，可以在设计阶段进行模拟，及时发现问题，缩短设计、研制周期，提高设计精度，提高金属波纹管的性能，提高金属波纹管的设计水平。
对国内外波纹管设计技术进行研究，可全面深入了解设计软件的现状和发展趋势。国内外均应用有限元软件实现金属波纹管精确设计。波纹管作为一个广泛应用于各个领域的弹性零件，它的设计、制造以及性能分析受到国内外相关行业研究机构以及专家学者的重视。这方面的研究日益进步。
国内的学者和研究人员在波纹管性能分析方面做了大量研究，取得了显著成果。
有限元设计软件的应用使以丰富准确的数据库为基础的，材料性能数据库是重要的数据库之一，应用试验机进行了薄壁不锈钢316L、SUS304、镍基高温合金Inconel718三种材料的真实应力—应变试验，建立了三种材料的真实应力—应变曲线。