随着科学技术的发展,现代机械装备中采用了越来越多的新型机械产品,这些产品的可靠性试验和评估对于保证系统的可靠性、耐久性和安全性是十分必要的。由于机械产品的可靠性实物试验存在难度大、成本高、样本少和周期长等问题,其仿真试验一直以来还面临着模型可信性验证的难题,需要研究仿真与试验相结合的可靠性试验方法。另外,常规可靠性试验不能描述产品可靠域边界的状态,因此必须研究其处于可靠域边界状态的试验方法。基于可靠性试验中获得大量的试验数据,合理、准确地进行假设检验和参数估计,进而可以实现产品的可靠性评估,也是机械产品可靠性研究中的重要工作。由此,本文主要对机械产品可靠性仿真与试验及评估方法进行研究,具体包括以下几个方面的内容:(1)形成了一套仿真与试验相结合的机械产品可靠性试验方法。该方法通过仿真与试验的对比验证,获得修正验证后的高精度仿真模型;之后进行大量的可靠性仿真试验,结合仿真与试验的分析结果实现机械产品准确的可靠性评估。该方法可以充分发挥可靠性实物试验真实准确、可信性高的优点和仿真试验成本低、易于实现等优点,较好地实现机械产品的可靠性试验研究,主要包括少量实物试验结合大量仿真试验方法和少量系统级试验结合大量部件级试验方法。并以某型飞机缝翼齿轮齿条副为对象,完成了仿真与试验相结合的可靠性试验案例研究,包括极限载荷下的实物试验研究和正常载荷下可靠性仿真研究。(2)提出了一套基于可靠域边界的可靠性试验及评估方法。为了使机械产品的可靠性试验及评估更加全面,提出并研究了可靠域边界的相关概念和试验方法,通过研究产品可靠域边界的分析方法和基于可靠域边界的故障模拟试验方法,形成了一套基于可靠域边界的试验方法。以某型飞机起落架舱门锁为案例,采用仿真试验的方法完成了舱门锁的可靠性及可靠域边界案例研究,包括舱门锁的可靠性仿真分析和基于仿真试验的可靠域边界研究。该方法可以通过仿真或试验的方法来研究产品故障模式的关键影响因素的可靠域边界,以及产品在可靠域边界附近的功能特性,进而为产品的设计、改进、使用、维护及管理等提供技术指导。(3)发展了4种基于Weibull家族模型的参数估计方法。为了使Weibull分布具有更灵活的分布拟合能力,人们发展了许多新型的Weibull家族模型。本文基于其中4种Weibull家族模型进行了参数估计方法研究,包括Weibull-Pareto、逆Weibull、广义逆Weibull和新扩展Weibull分布的参数估计。分别采用最大似然估计和贝叶斯估计的方法研究了上述分布模型在删失样本下的参数估计,其中贝叶斯估计中分别采用了对称的平方损失函数和非对称LINEX及GELF损失函数。通过数值案例说明了上述参数估计方法的具体应用,并对比了最大似然估计和贝叶斯估计的效果。论文还研究了一种新的坐标搜索参数估计方法及应用,给出了相应的数值案例,该方法可以准确且简便地获取试验数据的分布参数估计值。(4)完成了飞机起落架舱门锁及锁系统可靠性试验综合案例研究。舱门锁系统是飞机起落架系统的关键子系统,对飞机的安全起降非常重要。针对新型飞机起落架舱门锁的可靠性试验问题,设计了一套某型机起落架舱门锁复杂载荷工况下的试验装置,解决了之前无法给舱门锁在开锁和闭锁过程中施加变载荷(关锁过程中的小载荷和开锁过程中的大载荷)的难题,形成了1项发明专利。之后,分别完成了前、主起落架舱门锁系统二十四个大循环的功能可靠性试验研究、基于可靠域边界的故障模拟试验研究以及试验数据的详细分析;同时,针对试验数据中存在的异常现象,分析了异常现象的可能原因。最终形成较为丰富完整的起落架舱门锁及锁系统可靠性试验及评估的综合案例,为以后舱门锁系统的设计改进以及相关产品的可靠性试验研究提供技术参考。(5)研究了典型关键件可靠性仿真及试验装置设计。由于工程领域中很多典型关键件,如惰轮轴、密封件、螺纹接头等,这些关键件一旦失效会造成产品功能降低、甚至失效。针对该类产品我们往往需要进行可靠性仿真试验研究。因此,论文梳理了一套可靠性仿真试验方法,并完成了某新型坦克惰轮轴、O型圈、某特殊螺纹接头的可靠性仿真试验研究,得到了各关键件在实际工作条件下的功能可靠度和灵敏度,为各关键件的分析和设计改进提供理论指导。同时,针对某运载火箭管路阀门的可靠性试验问题,论文继续设计一套某运载火箭阀门复杂载荷下的试验装置,解决了之前阀门功能特性试验中无法同时施加振动、温度和弯扭矩等复杂载荷的难题,形成了3项发明专利。