本文密切结合我国对于大型结构件运输夹具自主创新的需求,以夹具制造企业为依托,以大型飞机典型部件的运输夹具为对象,应用可靠性理论,分析了运输夹具零部件的可靠性;借助动力学和有限元分析软件,研究了运输夹具的动力学建模、系统仿真、力学分析等问题。为今后运输夹具的设计提供了相应的理论指导。全文研究内容及结论概括如下:采用故障模式、影响和危害性分析(FMECA)方法,建立了大型飞机典型部件运输夹具的可靠性模型,完成了危害性矩阵分析。分析结果表明:前后支撑主体和后支撑末端变形、螺栓断裂、前后支撑框架变形、支承弹簧失去弹性等故障模式对夹具的危害性较大,是设计中应分析和考虑的重点。基于多刚体动力学理论,建立了机头—运输夹具—拖车系统的动力学模型,对该系统模型施加不同路面条件的随机激励,借助动力学软件ADAMS实现了该系统的动态仿真。选择运输夹具中的关键零部件作为研究对象,通过仿真实验获取所选零部件上所受的载荷。实验结果表明:关键零部件各点所受载荷的均方根值随行驶路面不平度的增加而增大。但当拖车分别在A、B级路面上行驶时,所得载荷相差不大,而当拖车在C级路面上行驶时,夹具上所受载荷明显增大。该结论对大型结构件运输条件提供了一定的选择依据。以仿真实验中获得的载荷作为力的边界条件,借助有限元软件ANSYS Workbench分析了运输夹具中关键零部件的应力与变形。将有限元分析数据与现有运输夹具所选材料力学性能参数进行比较,结果表明:为了保证大型结构件运输的安全性,对于运输夹具的关键零部件设计要有很高的可靠性,即设计中要给定较大的安全系数。该结论可为运输夹具设计准则的制定提供一定的理论指导。