柔性铰链是一种特殊的传动结构,它利用的是材料的可逆的弹性变形来传递运动或能量。柔性铰链具有无空回、无摩擦、无间隙、无噪声、无磨损、空间尺寸小、运动灵敏度高等许多优点,所以在宇航、制造、光学、生物工程等诸多领域得到广泛的应用,但因为变截面的结构特征,而使得分析和设计十分困难且方法复杂,影响和制约了它的进一步的应用和发展。针对传统分析设计方法的不足及缺少动力学、疲劳寿命、可靠性分析的研究现状,本文以单轴柔性铰链为研究对象,对柔性铰链首先进行了静力学分析:建立单元刚度矩阵,研究了不同结构形式柔性铰链的回转能力、回转精度、应力水平,大变形分析。在静力学分析的基础上进行了动力学分析:建立动力学方程,计算了固有频率和振型,研究了动力学响应问题。最后进行了疲劳寿命分析和可靠性分析:分析了影响疲劳寿命的因素,估算了结构的疲劳寿命;分别用应力—强度法和ANSYS的方法进行了结构可靠性分析。在分析过程中,结合算例,利用仿真和计算工具ANSYS、MATLAB进行了建模、仿真和计算,验证了文中采用的方法的正确性。本文的研究工作,拓展了柔性铰链的研究领域,提高了柔性铰链的分析和设计的精度,对于以柔性铰链为基础的各种柔性机构和结构的分析和设计工作有着重要的理论意义和现实作用。