考虑中、高非线性复杂结构的参数不确定性,提出基于切比雪夫随机展开的非嵌入式随机有限元法,实现了结构有限元分析和可靠性分析的不耦合。以拉丁超立方随机有限元配点技术产生适量样本,拟合切比雪夫正交多项式随机展开模型,避免法方程在高阶展开时的病态现象,实现复杂结构隐式功能函数的显式化。全面考虑单梁桥机箱型主梁的可靠性因素,建立四种极限工况的有限元模型;利用灵敏度分析筛选随机变量,探索了配点样本数目对计算可靠度的影响,并提出取配点样本数目约为两倍拟合模型待定系数的假定。结果表明3阶LHS-CPSE模型计算可靠度精度稍高于2阶LHS-CPSE模型,且两者均满足要求;文中方法兼顾计算精度和效率,为复杂结构的可靠性分析提供了一条可行思路,具有较好的工程适用性。

为提高连杆机构的运动精度可靠性,提出一种利用多体动力学和支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)算法构建机构的运动模型并对其进行可靠度敏感性分析的方法。通过引入粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对SVR的惩罚参数和核函数参数进行寻优,提高SVR的回归预测精度。为克服PSO容易早熟和搜索精度低等缺点,对惯性权重系数和学习因子进行改进,应用改进算法与标准PSO-SVR算法并结合蒙特卡洛模拟对四杆机构的可靠度敏感性进行分析研究。通过实验对比表明,改进的算法收敛速度更快、回归预测精度更加接近于蒙特卡洛模拟,且计算速度优于蒙特卡洛模拟。

针对民机维修间隔优化的问题,运用可靠性分析和可用性分析的方法确定最优维修间隔。对于符合三参数威布尔分布的民机部件,提出采用改进的极大似然估计法求解分布参数估计值;并以可靠度阈值为约束条件,可用度最大为目标,建立了预防性维修间隔优化模型。利用遗传算法进行求解,制定出最优维修间隔。通过实例分析,讨论了部件在不同维修水平下的最优维修间隔,结果表明该优化模型能够较好地制定出符合要求的最优维修间隔,为民航企业合理制定维修计划提供了理论依据。

利用APDL语言建立了臂架的参数化模型,在置信水平95%的条件下应用PDS模块对混凝土泵车臂架进行了结构可靠度分析。执行循环1000次蒙特卡罗法计算,得到了臂架位移与应力的累积分布函数。进一步进行灵敏度求解,获得了影响臂架位移与应力的设计参数,得出了臂架长度与臂架宽度是两个主要的影响参数。使用响应面法分析,得到了两组关联参数影响臂架位移与应力变化的曲面。分析结果表明,两种方法求出的臂架位移值与应力值,其相对误差在5%以内。

MEMS（Micro-electronics Mechanical System）的可靠性已经成为它能否成功地实现商品化的一个重要问题．多晶硅微悬臂梁是MEMS中的一个基本结构，阐述了多晶硅微悬臂梁的粘附失效机理，并利用宏观机械中的理论和可靠性分析方法对表面微加工的多晶硅微悬臂梁的粘附可靠性进行预测，建立了在外载荷下的粘附可靠度预测模型，并利用该模型具体分析了微梁尺寸及外界湿度对可靠度的影响．

为了解决微致动器结构功能函数不能明确表示的可靠度分析问题，以BP神经网络、响应面法为基础，提出了求解可靠度的几何分析新方法：对神经网络响应面法加以改进并利用其拟合极限状态函数，得到显示的结构功能函数表达式；利用均值波动法对微致动器局部应力最大处进行可靠度分析，求得结构可靠度因子8为3．353。与JC法比较，方法简便可行，为结构可靠度计算问题提供了新的有效的思路和方法。

针对风电场运行条件恶劣、维护动作开展困难等问题,提出一种风机齿轮箱阶段性机会维护策略。采用威布尔失效模型来描述部件的衰退过程,考虑齿轮箱各部件的维护经济性,提出分阶段的机会维护策略。通过小波包能量谱对齿轮箱实际退化特征进行提取,划分出四个退化阶段。从而搭建出分阶段的齿轮箱机会维护模型,通过实验给出部件的具体维护间隔与动作,验证该维护策略的经济性与合理性。实验结果表明采用风机齿轮箱阶段性机会维护策略,可有效平衡＂维护不足＂与＂过度维护＂问题。

为解决乏燃料后处理立式剪切机送料系统过程中易发生的未经剪切元件调入溶解器等故障问题,根据复杂工作条件(环境恶劣、负载重、放射性)下系统工作要求,提出一种卧式送料剪切机的翻转机构方案,使得乏燃料组件由立式转为卧式进行卧式激光切割。基于系统可靠度预设值,利用模糊综合评价方法对乏燃料后处理卧式送料翻转机构进行可靠度分配;根据翻转机构的工作原理创建串联系统可靠性模型;并对翻转机构的关键零部件进行可靠性设计,以活塞杆为例进行有限元仿真得知在满足系统功能要求及合理性的情况下,可靠性设计法得到零件的结构尺寸和重量明显减小,从而能避免冗余和减少材料成本。

转子的临界转速可靠性分析对实际工程具有重要意义,文中针对某型号的汽轮机转子进行临界转速分析。对转子的轴段进行有限元网格划分后,利用DYNROT软件计算转子的各阶临界转速。在假定转子轴承支承刚度不确定,而是按照正态分布的前提下,利用转子频率可靠性理论,进一步计算了转子临界转速的可靠度。

高速加工中夹头/刀具的联结性能对加工精度和机床可靠性具有重要影响。液压膨胀式夹头是一种采用静压膨胀原理夹持刀具的超高精密夹头，它具有优良技术性能。采用机械零件可靠性设计的方法，建立了液压膨胀夹头/刀具联结的可靠性模型，并确定广义应力和广义强度的分布，比较了蒙特卡洛法和积分法求解的液压膨胀夹头的可靠度。分析得出转速、间隙量、油压、凸起长度、凸起高度对液压膨胀夹头可靠性的影响，研究结果为夹头的设计、制造与使用提供有效的依据和参考。