轴向波纹补偿器是一种轴对称薄壁壳体结构，在正常的工作压力下，轴向波纹补偿器的变形处于线弹性范围内，当吸收位移变形后或受压作用时，一方面轴向波纹补偿器的形状变化导致实际的力学模型发生改变，另一方面轴向波纹补偿器的的波峰及波谷附近部位局部实际处于弹塑性变形区，轴向波纹补偿器的数学模型涉及几何非线性及材料非线性；多层、加强型波纹管补偿器在工作状态下，轴向波纹补偿器层间的相互接触及加强环和轴向波纹补偿器的相互接触使其涉及状态非线性。因此多层、加强型波纹管补偿器是一个具有高度非线性的结构。

 

　　轴向波纹补偿器在管道中工作，要承受的压力（内压或外压），这要求轴向波纹补偿器有足够的耐压能力。它通过设计和实验，确定出合理的结构参数来确定。设计确定的耐压能力是设计压力。由于补偿器是系列产品，是按公称通径和公称压力分成系列。在大多数情况下它的设计压力按公称压力0.25、0.6、1.0、2.5……（MPa）系列分档。只有少数在公称压力系列之外按要求压力设计产品。在管系设计中，设计者根据实际需要确定管道较高工作压力，然后选用所需补偿器的公称压力。

　　轴向波纹补偿器的补偿能力源于波纹管的弹性变形，有拉伸、压缩、弯曲及它们的组合变形。补偿能力的大小，由设计者根据需要确定，体现到产品即为规定的额定补偿量，即表示在条件下具有的较大补偿能力。不同类型的补偿器补偿形式不同，主要有轴向、横向、角向及它们的组合补偿。 

　　轴向波纹补偿器的耐温能力主要取决于波纹管材质的耐温性能。补偿器的使用温度较低为-96℃，较高达1000℃，甚至还高。它需要有各种耐温能力的金属材料来满足使用要求。但材料的耐温能力是有限的，靠材料本身解决这样大温度范围的耐温同题是不可能的，还要采取其它措施提高膨胀节的使用温度。大多数波纹补偿器的工作温度在400℃以下，碳素结构钢、低合金结构钢和奥氏体不锈钢等材料能够胜任。

 

　　寿命是轴向波纹补偿器在给定工作条件下满额定位移所确定的疲劳次数。由于影响寿命的因素较多，对寿命的确定应当严格，除了设计计算中给出足够的系数外，还要通过实验给以确定。补偿器给出的额定寿命以2~5倍的平均实验寿命作确定。

　　轴向波纹补偿器的刚度是波纹管的刚度。这里只提补偿器的整休刚度按变形形式可分为轴向刚度、横向刚度、角向刚度。在补偿器中涉及到刚度的计算有自振频率、柱稳定性和管系中的弹性反力。

　　面积对于轴向波纹补偿器没有使用意义，只能带来麻烦。因内压作用于面积会产生较大的轴向推力。轴向波纹补偿器内压引起的推力作用于固定支架。横向、角向补偿器内压推力要由拉杆、铰链平衡。