В полых валах при наружном диаметре d небольшое центральное осевое отверстие диаметром dQ ≤ 0,2d практически не влияет на прочность, жесткость и массу вала [2]. В случае d0 = 0,6d прочность и жесткость снижаются незначительно, масса уменьшается на 40%. При dQ ≥ 0,6d прочность заметно снижается. При равной прочности наружный диаметр полого вала (dQ = 0,7d) больше сплошного только на 10%, масса меньше на 40%. При равной жесткости диаметр вала с d0 = 0,75d больше сплошного только на 10 %, прочность ниже на 10 %, масса меньше на 50 %. Для валов обычно dQ ≤ 0,75d, что обусловлено необходимостью выполнения резьб, проточек, шлицев, шпоночных пазов.
Отношение dQ / d = 0,8..0,95 характерно для труб и цилиндрических оболочек. Из труб изготовляют, например, карданные валы. Масса трубы с d0 = 0,95d составляет 20% массы равнопрочного сплошного вала, а ее жесткость на кручение почти вдвое больше жесткости вала.
В массовом производстве иногда применяют полые сварные валы постоянного сечения из ленты, наматываемой по винтовой линии. Экономия металла составляет около 60 %.
Полые валы сложнее в изготовлении и дороже сплошных. Их применяют при жестких требованиях к массе, при необходимости пропуска сквозь валы или размещения внутри них других деталей (например, торсионов), при подаче через них масла, охлаждающих жидкостей или газов, а также в длинных валопроводах для уменьшения числа промежуточных опор.