由于解析方法及數值方法均不能給出簡潔明確的設計公式，為了適合工程需要，相繼出現了許多設計公式（工程近似方法）。這些公式均是用材料力學的方法對金屬波紋管進行了適當地簡化，將金屬波紋管視為梁、曲桿或環板，通過這樣的近似可得出簡單的設計公式，并滿足工程精度的要求，非常適合工程運用，因此了廣泛地應用。
　　其中應用廣泛并成為各國膨脹節標準基礎的工程近似法的研究成果是Anderson的NAA-SR-4527《波紋管應力分析》，該研究成果以金屬波紋管膨脹節商品化為研究目標，結合材料力學和彈性力學的理論推導、數值分析和金屬波紋管疲勞試驗數據，利用Clark的漸進解發展了U形金屬波紋管位移-應力的解，并評定了壓力應力。Anderson根據梁的理論和圖表引入的修正系數提供了各種方程式，建立起了簡化方程與殼體行為的關系，采用分析設計的理論，將金屬波紋管的應力分析簡化成非常適合工程應用的工程近似法。
　　用工程近似法進行金屬波紋管的應力計算，主要采用了分析設計的思想，將金屬波紋管中的應力進行了分類。金屬波紋管中的應力主要是由壓力和位移引起的，位移引起的應力通常大于壓力引起的應力，它沿金屬波紋管子午向（縱向）作用，一般高于金屬波紋管材料的屈服應力。壓力不僅在金屬波紋管的直邊段和波紋上引起沿圓周方向（周向）作用的薄膜應力；壓力還在波紋內形成沿子午向作用的薄膜應力和彎曲應力。在設計金屬波紋管時對先對這些應力進行計算并進行分析判定。
　　U形金屬波紋管分為無加強型金屬波紋管和加強型金屬波紋管，由于二者結構有所不同，應力計算公式也有所區別。金屬波紋管又可按層數分為單層、雙層和多層金屬波紋管，單層金屬波紋管是基本的結構。
　　金屬波紋管在工作時承受的壓力有內壓、外壓或真空，由于計算由壓力產生的應力時，對于內壓或外壓情況的應力值是大小相同，方向相反。