随着民用飞机需求量的与日俱增,空地循环周期的缩短使得飞机起降次数逐年增加,起落架的性能受到巨大的考验,而频发的的飞机起落架收放故障严重影响着飞机的安全性能,因此开展详细的起落架收放系统可靠性研究,对指导飞机起落架收放系统的设计工作,提高飞机收放系统的可靠性能具有重要的意义。本文以某大型客机三维收放主起落架为研究对象,对起落架的收放系统及其可靠性、锁机构性能、容差设计等方面进行了研究,主要内容如下:首先基于拉格朗日方程建立了起落架收放机构动力学模型,同时基于功率键合图法推导了收放液压系统动力学方程,将两者联合求解分析起落架收放动态性,并用试验结果对理论求解进行了验证。基于该模型,分析了侧风、摩擦阻力、阻尼孔、液弹、油液泄漏等关键参数对起落架收放性能的影响,分析结果可用于指导起落架收放参数设计、收放故障分析及可靠性研究。基于起落架收放系统的失效机理,选取收放时间与规定时间差作为可靠性功能函数。针对收放时间为隐式函数的特点,对比分析了不同代理模型可靠性分析方法的优劣,综合考虑计算精度、效率和稳定等因素选取了二次多项式响应面法,并用Monte-Carlo试验结果验证了二次响应面的计算精度。而后,综合考虑侧风、摩擦阻力、阻尼孔、液弹、油液泄漏等关键参数的均值和标准差对起落架收放系统的可靠性进行了详尽分析。为建立带结构间隙和装配误差的起落架收放动力学模型,引入多学科协同仿真技术。首先,基于LMS Virtual.Lab Motion多体动力学仿真平台和LMS Imagine.Lab AMESim系统仿真平台建立结合起落架收放机构动力学和液压系统动力学的联合仿真模型。为了考虑结构间隙和装配误差,采用HyperMesh/NASTRAN生成各结构件的柔性模型,建立收放机构的刚柔耦合模型,并结合阻尼特性、装配误差性能及结构间隙性能等试验数据对协同仿真模型进行了验证。而后,基于该模型分析了装配误差和结构间隙对起落架收放性能的影响,并采用结构强度干涉模型对起落架收放结构可靠性进行了分析。提出了采用分岔理论来分析研究锁机构性能问题,并结合过中心机构问题对锁机构临近上锁瞬间的跳跃现象(稳定状态转变的问题)进行了解释。针对起落架锁机构性能问题,首先分析了不同解锁力对起落架收放轨迹的影响,发现了五种不同的收放区间,并定义了临界解锁力和临界解锁位置两个状态变量;而后,考虑弹簧刚度、原长及安装位置三个因素对两个状态变量的影响进行了详细分析;最后在保证锁机构上锁能力的前提下,对临界解锁力进行了优化分析。研究表明,分岔理论能够快速准确地分析锁机构特征位置随结构参数的变化关系,该方法能够充分指导飞机起落架收放机构参数的初步设计。将R-F可靠性法引入起落架空间收放机构的容差设计中,综合考虑封闭环公差指标、装配成功率和加工成本等因素对起落架各结构件的容差进行了优化设计,解决了传统的极值法和概率法容差设计过紧的问题,同时R-F法还能够处理空间收放机构容差设计中存在的非线性尺寸链方程和非正态尺寸变量的问题。另外,针对空间机构尺寸链方程化简难的问题,提出采用代理模型法代替原非线性尺寸链方程,显著提高了容差的设计效率。而后,对比了不同代理模型法的计算结果,并分析了优劣,给出了不同代理模型法的适用范围。设计了阻尼孔、装配误差和结构间隙等参数对主起落架收放动力学性能的影响试验,并对试验结果进行了分析研究,结果表明节流孔的变化对收放液压系统的动态响应影响较大,装配误差对结构传载影响较大但对液压系统响应影响较小,而结构间隙对收放系统的影响则相对较小。