由于其良好的变形补偿能力,膨胀节广泛应用于石油、化工、电力等领域。随着工业生产规模的扩大,对大型膨胀节的需求也越来越多,在保证安全要求的前提下,如何更经济地设计膨胀节结构也就显得越来越重要。本论文对大型膨胀节的承载能力等进行了有限元分析,目的在于考察目前膨胀节标准对大型膨胀节的适用性。首先,建立了大型膨胀节有限元分析模型,分别对其在内压和位移载荷作用下的应力大小和分布进行了分析,并与膨胀节标准中的公式计算结果进行了对比。结果表明：对于超出现行国内膨胀节设计标准规定尺寸的大型膨胀节,其强度计算仍可以按照GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》进行。但是,膨胀节的公称直径越大,按标准进行强度设计的保守程度越小。其次,应用有限元方法,就膨胀节直径与厚度对各项应力及极限承载能力的影响进行了一系列的对比分析。研究发现：随着膨胀节厚度的增加,其经向应力在压力载荷作用下逐渐减小,在位移载荷作用下逐渐增大。最后,论文对大型薄壁带加强圈U形膨胀节进行了线性应力分析和极限载荷计算,并与无加强的U形膨胀节进行了对比。结果发现,加强圈的设置使得膨胀节的多数应力水平下降20%-80%,承载能力提高约3倍。