本文在综合国内外的大量文献资料的基础上，从探讨波纹管弹力对机械密封性能的影响入手，运用有限元分析软件对金属波纹管机械密封中的波纹管进行了系统的研究。建立了金属波纹管机械密封整体分析模型，从刚度、应力、载荷、结构等方面对金属波纹管机械密封中的波纹管进行了分析，论述了密封端面泄漏量与波纹管弹力的关系，为挤压成型金属波纹管的设计和使用提供了理论指导。主要取得了如下成果：(1)通过对波纹管的模拟分析，得出了金属波纹管机械密封中波纹管的刚度，分析了波纹管的结构对其刚度的影响。并将有限元计算值与实验值以及经验公式的计算值进行了比较。对于单层波纹管，考虑厚度变化时，经验公式计算值和实验值以及有限元计算值比较吻合，而双层波纹管由于其制造时产生的结构误差以及进行有限元计算时进行了简化，使得结果有所差别。同时分析了波纹管的壁厚，波深，波数对刚度的影响。(2)分析了在预紧，外压以及二者叠加工况下，波纹管外表面的等效应力大小、分布状态，同时分析了在不同的工作压力下波纹管在波谷，波峰以及平坦区域的经向和环向应力，最后研究了在同一工况下，波纹管的壁厚，波深，波数，以及波纹管直径的不同对其应力水平的影响，为工程设计和失效分析提供了理论依据。(3)通过对金属波纹管的刚度以及应力分析，深入研究了波纹管机械密封性能的影响因素，同时得出一种波纹管最佳压缩量的计算方法，解决了波纹管在设计和使用时的压缩量的确定问题。