管道波纹管作为弹性密封零件，首先要满足强度条件，即其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。要计算波纹管大工作应力必须分析波纹管管壁中的应力分布。如果没有补偿器，管道系统是会受到压力影响的，系统由于管道与张力是反方向的原因是不会移动的。管道波纹管设计的理论基础是板壳理论、材料力学、计算数学等。管道波纹管设计的参数较多，由于管道波纹管在系统中的用途不同，其设计计算的***也不一样。
轴向外压式波纹管由内筒、波纹管、外筒及附属构件组成。波纹管受外压作用，封闭和抗弯性好，可吸收大移位量，可做成单式、复式、双向等形式。轴向外压式波纹管膨胀节主要吸收轴向位移，具有补偿量大、保温性能好、残余介质可以排除等优点。
轴向外压式波纹管的主固定支架从设计角度来看是***主要的。它们必须可以抵抗任何施加在它们身上的力的影响。这些力包括压力及推力，波纹管刚度的阻力，管线的摩擦阻力以及弯道处的惯性力。
轴向外压式波纹管的压力及推力是由于压力施加在波纹管上所产生的力。这个力是系统压力乘以波纹管有效区域得出的。如果没有补偿器，管道系统是会受到压力影响的，系统由于管道与张力是反方向的原因是不会移动的。当一个不受约束的补偿器应用到管道系统中之后，管道中的力就会被补偿器所吸收而不会对管道系统本身造成影响。这个压力及推力必须包含主固定支架或者受控制的补偿器以承受压力推力的负荷。这个主固定支架必须能够承受压力推力和少量由于波纹管偏移所引起的力。当补偿器与管道不同轴或错边时，会使得管道因热胀冷缩的过程而产生“附加应力”，该“附加应力”的出现，轻则使得补偿器减弱补偿功能，导致补偿器提早损坏。
