使金属波纹管或其他弹性元件产生单位位移所需的载荷值称为元件的刚度，通常用“K”表示。如果单元的弹性特性是非线性的，则刚度不再是常数，而是随着载荷的增加而变化。对于一般工程中使用的波纹管弹性元件，允许刚度公差可限制在+/-50%以内。

根据载荷和位移特性，波纹管的刚度分为轴向刚度、弯曲刚度和扭转刚度。在波纹管的应用中，大部分应力为轴向载荷，位移模式为线性位移。波纹管轴向刚度的几种主要设计和计算方法如下：

1.用能量法计算波纹管刚度

2.波纹管刚度的经验公式计算

3.波纹管刚度的数值计算

4.EJMA标准的刚度计算方法

5.日本东洋刚度计算方法

6.美国凯洛格（新方法）刚度计算方法

除上述六种刚度计算方法外，国外还有许多其他刚度计算法，此处不再介绍。我国的力学工作者在波纹管的理论研究和实验分析方面做了大量的工作，并取得了丰硕的研究成果。主要研究方法有：

（1） 微扰法

（2） 数值积分的初始参数法

（3） 积分方程法

（4） 摄动有限元法

上述方法可用于准确计算波纹管。但是，由于深层理论和计算数学方法的应用，在工程应用中存在一定的困难，也很难掌握，需要进一步推广。

金属波纹管与螺旋弹簧组合的刚度计算

在使用过程中，要求刚度大，而金属波纹管的刚度小，因此可以考虑在波纹管内部或外部配置圆柱形螺旋弹簧。这不仅可以提高整个弹性系统的刚度，还可以大大减小由迟滞引起的误差。该弹性系统的弹性性能主要取决于弹簧的特性和波纹管有效面积的稳定性。

波纹管弯曲刚度

波纹管的应力计算

作为弹性密封件，金属波纹管必须首先满足强度条件，即在给定条件下其最大应力不超过允许应力。许用应力可通过将极限应力除以安全系数获得。根据波纹管的工作条件和要求，极限应力可以是屈服强度、波纹管不稳定时的临界应力或疲劳强度。为了计算波纹管的最大工作应力，必须分析波纹管壁中的应力分布。