金屬波紋管作為彈性密封零件，首先要滿足強度條件，即其 應力不超過給定條件下的許用應力。許用應力可由極限應力除以系數得出。根據波紋管的工作條件和對它的使用要求，極限應力可以是屈服強度，也可以是波紋管失穩時的臨界應力，或者是疲勞強度等。要計算波紋管 工作應力必須分析波紋管管壁中的應力分布。
波紋管上的應力是由系統中的壓力和波紋管變形所產生的。壓力在波紋管上產生環（周向）應力，而在波的側壁、波谷和波峰處產生徑向的薄膜和彎曲應力。不能抗彎的薄殼有時稱為薄膜，忽略彎曲而算得的應力則稱為薄膜應力。波紋管變形時產生徑向薄膜應力和彎曲應力。波紋管在工作時，有的承受內壓，有的承受外壓，例如波紋膨脹節和金屬軟管在多數情況下其波紋管承受內壓，而用于閥門閥桿密封的波紋管一般情況下承受外壓在這里主要分析波紋管承受內壓時的應力，波紋管承受外壓的能力一般情況下高于耐內壓能力。

從上面三種使用實例中可見，由于使用條件不同，波紋管要求的使用壽命相差很大。波紋管壽命與所選用材料的疲勞特性有關，同時也取決于成形波紋管的殘余應力的大小、應力集中的情況和波紋管的表面質量等。此外，使用壽命與波紋管的工作條件有關。例如：波紋管工作時的位移、壓力、溫度、工作介質、振動條件、頻率范圍、沖擊條件等。
波紋管在工作過程中，其壽命長短主要取決于工作過程中產生的 應力。為了降低應力，一般通過減少波紋管的工作位移和降低工作壓力來實現。在一般設計中規定波紋管的工作位移應小于它的允許位移的一半，它的工作壓力應小于波紋管的耐壓力的一半。
對生產的波紋管進行試驗證明，如果波紋管按上述規范工作，它的便用壽命基本土可達到5萬次左右。根據工作壓力性質的不同，波紋管的允許位移也有所區別一般波紋管只承受軸向載荷（拉力或壓力）時，它的允許位移可在波紋管有效長度的10%~40%之間選用；而在波紋管承受橫向集中力、扭轉力矩或綜合受力時，波紋管的允許位移應適當減小。應用多層波紋管可以降低剛度和變形引起的應力，因而可以在很大程度上提高波紋管的壽命。