金屬膨脹原理是基于熱膨脹原理的。當金屬受熱時，其分子內部的熱運動會加劇，分子之間的作用力也會減弱，從而使金屬材料的尺寸發生變化。一般來說，金屬在受熱時會發生膨脹，而在冷卻時則會發生收縮。這種金屬材料因溫度改變而引起的尺寸變化，就是所謂的熱膨脹和收縮。

而金屬膨脹節則利用了金屬材料的熱膨脹和收縮特性，通過金屬波紋片的彈性形變來吸收管道在溫度變化、振動和位移等方面產生的應力和變形。當管道受熱膨脹時，金屬膨脹節也會跟隨其發生形變，從而有效地吸收產生的應力和變形。當管道冷卻收縮時，金屬膨脹節也會相應地產生收縮形變，從而維持管道的穩定狀態。

金屬膨脹節的膨脹原理可以用彈性形變的概念來解釋。金屬波紋片在受到外力作用時，會發生彈性形變，當外力消失時，又會恢復原來的形狀。金屬波紋片的變形量與外力的大小和金屬的彈性模量有關。因此，金屬膨脹節能夠通過金屬波紋片的彈性形變來吸收管道的熱膨脹和收縮，從而保證管道的正常運行和延長其使用壽命。