烟风管道补偿器设计的理论基础是板壳理论、材料力学、计算数学等。烟风管道补偿器设计的参数较多，由于管道补偿器在系统中的用途不同，其设计计算的重点也不一样。例如，用于力平衡元件，要求管道补偿器在工作范围内其有效面积不变或变化很小；用于测量元件，要求波纹管的弹性特性是线性的；管道膨胀节用于真空开关管作真空密封件，要求波纹管的真空密封性、轴向位移量和疲劳寿命；用于阀门作密封件，要求波纹管应具有一定的耐压力、耐腐蚀、耐温度、工作位移和疲劳寿命。根据烟风管道补偿器的结构特点，可以把波纹管当作圆环壳、扁锥壳或圆环板所组成。设计计算烟风管道膨胀节也就是设计计算圆外壳、扁锥壳或团环板。