波纹补偿器的刚度是指产生单位位移所需要的作用力，单位为N/mm。刚度数值与波纹补偿器上波纹管的壁厚、直径、波高、波距、波数以及材料的弹性模量有关。

　　波纹补偿器设计须满足两方面要求，作为柔性元件能补偿热胀冷缩位移，同时作为承压元件应具有足够强度承受系统的内压（或外压）。U形波纹管基本结构由直边圆筒、环板和环壳组成，其受到载荷可分为压力载荷和位移载荷，结构和载荷因素决定了波纹管的强度设计复杂性。目前波纹补偿器设计方法可以分为解析法、工程近似法和数值模拟法3种。

　　解析法以薄壳理论为基础，建立波纹管的微分方程，求解应力和位移的解析解，其过程非常繁杂，实际设计中难以采用。

　　为了设计计算简便，工程近似法将波纹管简化为两端固支的直梁或曲梁模型，采用材料力学公式进行计算。考虑到梁模型与实际情况之间的误差，现行国内外标准中采用对梁模型计算结果进行实验数据的修正方法，这种工程近似法具有的准确性，但因为是经验公式，有的应力计算结果偏于保守，同时由于实验数据有限，公式的适用性也受到的限制。

　　近年来计算机硬件技术飞速发展，为数值模拟方法在工程中应用创造了硬件条件，三维有限元软件广泛应用又为数值模拟计算提供了强有力的工具。为了克服上述工程近似法的局限性，数值模拟方法在波纹管强度校核、疲劳寿命分析和刚度计算中的应用，使波纹补偿器的设计。

　　波纹补偿器的刚度是指产生单位位移所需要的作用力，单位为N/mm。刚度数值与波纹补偿器上波纹管的壁厚、直径、波高、波距、波数以及材料的弹性模量有关。

　　采用数值模拟方法，能根据波纹管实际几何尺寸，建立三维计算模型，避免了简单条状梁模型误差。同时，当波纹补偿器发生屈服后，在有限元计算过程中可以输入材料实际的应力—应变本构关系，从而更加准确地模拟发生塑性变形时波纹补偿器载荷与位移变化情况，得到更加符合实际波纹管刚度数值。