本文在对波纹管的力学性能系统研究的基础上，提出了金属软管计算非线性有限元模型。通过计算分析与试验相结合，以金属软管轴向刚度的研究为例，研究了网套的作用，对金属软管网套的作用有了一定的认识。同时着重探讨了多层波纹膨胀节，结合边界非线性理论，运用有限元软件ANSYS构造了一种新颖、合理的多层波纹管有限元模型，基本解决了多层波纹管设计计算问题。通过仿真模拟多层波纹管载荷—响应状况，比较多层波纹管和单层波纹管的特性，得出的计算结果与试验数据进行比较验证，证明了应用非线性有限元分析是一种准确的研究方法。利用编制的专用程序，使得金属软管和多层波纹管的建模、求解参数化、自动化。同时在ANSYS中使用专用后处理程序，可以方便的得出各向刚度曲线等图表，为金属软管和多层波纹管的设计生产提供了参考。