在工业过程设备中，换热器占有举足轻重的地位。随着社会的不断进步以及自然资源的日趋枯竭，人们对节能环保提出了更高的要求。同时，为了进一步提高传热效率，高效换热器得到了广泛的应用，高效换热管作为高效换热器的重要组成部件也得到了更大关注。高效换热管是由光滑圆管轧制而成，其具有周期性变化的波纹或内外翅片结构。由于结构异于光滑圆管，高效换热管具有较高的传热效率。国内外学者对高效换热管的传热性能已经做了很多研究，但是为了保证高效换热管在使用过程中的安全性，对其力学性能的研究也尤为重要。本文针对缩放管、螺旋槽管、T型翅片管、菱型翅片管以及螺纹管这五种高效换热管的轴向刚度、承载能力、疲劳性能、金相组织和残余应力进行完整性研究，主要内容如下:　　(1)运用有限元模拟和实验验证相结合的方法，对五种高效换热管的轴向刚度进行研究。首先数值模拟在轴向拉伸载荷作用下五种管型的轴向变形情况，计算出其轴向刚度，并与同规格的光滑圆管刚度进行对比，定义出刚度等效系数。其次研究高效换热管各项结构参数与刚度等效系数之间的关系，拟合相应的计算公式。最后通过轴向拉伸实验，对所拟合公式进行验证。　　(2)对轴向拉伸载荷作用下五种高效换热管的轴向、环向、径向应力进行数值计算，得出管壁中的应力分布规律，并考察高效换热管结构参数变化对各向应力的影响。将五种管型的各向应力与同规格的光滑圆管在相同载荷下受到的轴向应力进行对比，定义高效换热管应力增大系数，并以高效换热管结构参数为变量拟合应力增大系数关系式，为高效换热管的工程应用和强度评定提供参考。　　(3)对五种高效换热管及光滑圆管进行疲劳拉伸实验、金相分析实验和残余应力分析实验，考察高效换热管轧制前后抗疲劳性能以及金相组织和表面残余应力的改变情况，为高效换热管安全评定以及制定高效换热管的轧制工艺提供参考。