焊接型波紋管(Welded Bellows)為半導體真空設備重要之零件，其構造是由數個成型中空環片，以內外緣焊接的方式組合而成的中空管件，作動方式為往復拉伸運動，所以常見的破壞模式為膜片間焊道疲勞破壞，因此如何降低焊道之最大應力，為首要解決的目標。本研究以有限元素軟體ANSYS，將圓形波紋管膜片斷面以二維的方式模擬，並配合最佳化設計演算法以迭代的方式，在焊接型波紋管承受拉伸的狀態下，產生焊接型波紋管最佳膜片斷面形狀，使得波紋管所承受的最大應力為最小。
本研究以設計控制點位置的方式，用兩種最佳化設計演算法執行波紋管膜片斷面最佳化設計，首先利用類似梯度法的傳統數值最佳化設計演算，接著嘗試使用模糊比例微分控制概念，對迭代步長作控制。這兩種方法雖然迭代定義不同，但都可以將最大應力降低11%左右。