单式轴向型补偿器的设计理论是对耐压能力、位移引起的应力、疲劳寿命、位移引起的整体弹性力和稳定性因素进行计算和校核。其中波纹管上的应力是由系统中的压力和波纹管变形所产生的压在波纹管上产生环轴向应力，而在波的侧壁、波谷和波峰处产生的径向薄膜和弯曲应力，不能抗弯的薄壳有时称为薄膜，忽略弯曲而算得的应力则称为薄膜应力，波纹管变形时产生径向薄膜应力和弯曲应力。
波纹管的位移与波纹成正比，而刚度与波纹成反比
（1）对刚度影响的参数是波纹管的单层壁厚和波纹深度，壁厚增加刚度明显增大，波深加深，刚度明显减小。
（2）口值与刚度成正比，口越大，刚度越大。
（3）当总壁厚和波形相同的情况下，多层波纹管的刚度小于单层的。
（4）多层波纹管可以降低刚度和变形引起的应力。