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使金属波纹管或其它弹性元件产生单位位移所需要的载荷值称为元件的刚度，金属波纹管，一般用“K”表示。如果元件的弹性特性是非线性的，则刚度不再是常数，而是随着载荷的增大发生变化。一般工程用的波纹管类弹性元件，刚度允差可限定在+/-50%之内。波纹管的刚度按照载荷及位移性质不同，分为轴向刚度、弯曲刚度、扭转刚度等。在波纹管的应用中，绝大多数的受力情况是轴向载荷，位移方式为线位移。以下是几种主要的波纹管轴向刚度设计计算方法：
1．能量法计算波纹管刚度
2．经验公式计算波纹管刚度
3．数值法计算波纹管刚度
4．EJMA 标准的刚度计算方法
5．日本TOYO 计算刚度方法
6．美国KELLOGG（新法）计算刚度方法
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金属波纹管作为弹性密封零件，首先要满足强度条件，即其蕞大应力不超过给定条件下的许用应力。许用应力可由极限应力除以安全系数得出。根据波纹管的工作条件和对它的使用要求，极限应力可以是屈服强度，也可以是波纹管失稳时的临界应力，或者是疲劳强度等。要计算波纹管蕞大工作应力必须分析波纹管管壁中的应力分布。
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，波纹管，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，不锈钢金属波纹管，波纹管承受外压的能力一般情况下高于耐内压能力。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，难以保证使用上的，不少方法未能为工程界所接受。
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用材料的弹性特性来完成各种功能的元件，称为弹性元件。弹性元件也可泛称弹簧。它在负荷作用下产生弹性变形，去掉负荷仍能恢复原来的几何尺寸和形状。
弹性元件能够完成变换、隔离、密封、补偿、储能和连接等各种不同的功能。由于它结构简单，制造容易，价格低廉，排气波纹管，种类繁多，故应用极为广泛。机器、电气元件、许多仪器仪表和生活用具都要应用弹性元件巧妙地完成其重要的功能。在一些仪器仪表中，它是主要的基础元件之一，特别是以它作为敏感元件时，其质量直接影响仪器仪表的可靠性和工作精度。各种弹性元件利用各自的结构特点、不同的制造材料和变形来完成不同的功能。
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