机载吊舱是指安装在运动载体(如直升机、无人机等)外的舱体容器,其内部安装着光电设备,可进行大范围的侦察、监测、跟踪、搜救任务。随着机载吊舱技术在军民领域广泛应用,愈加复杂的服役环境促使了机载吊舱可靠性设计向着精准性、稳定性的方向发展。因此机载吊舱的结构可靠性分析与设计成为该领域亟需研究的重要内容之一。针对当前现状,本文以机载吊舱关键结构件为研究对象,对其进行准确可靠性分析与设计,保证整机在一定经济条件下安全有效的运行。本文根据机械吊舱结构可靠性影响因素,对结构可靠性的经典理论进行研究分析。总结应力-强度分布干涉理论、一次二阶矩算法、Monte Carlo法以及响应面法的应用领域和优缺点,选取适合机载吊舱结构可靠性的分析方法。以某型号机载吊舱的关键结构件支架作为研究对象,考虑支架在设计和服役中存在的载荷、温度、尺寸等随机因素,对其结构可靠性相关的随机参数变量进行定义。利用ANSYS的APDL参数化设计语言对支架建立全参数化三维模型并对其进行静强度分析。根据支架结构对其划分实体单元网格,分析并施加两种典型的工况下支架所受载荷以及约束。得到正常工况和恶劣工况下支架所受到的节点最大等效应力分别为1.64MPa和18.8MPa。结果表明,该支架静强度能够满足服役条件。根据APDL参数化编程的完整支架结构静强度分析文件,定义支架静强度失效模式,利用ANSYS的PDS概率设计模块对支架结构进行可靠性分析。采用Monte Carlo数值模拟法,定义各结构相关参数变量的分布形式来描述其随机属性,针对两种工况下分别模拟支架静强度在随机变量抽样1000次的循环计算中出现失效的概率。计算结果表明在两种工况下支架结构均没有出现失效。最后对支架的可靠性结果进行灵敏度分析,得出随机变量中对支架最大应力、形变、体积影响显著的变量。本文依据机载吊舱结构可靠性指标参数和设计需求完成机载吊舱的模块划分,建立灰色关联度数学模型。依据机载吊舱可靠性的指标,评定各样本模块的可靠性指标参数。基于改进的灰色绝对关联法,从接近性角度阐述样本数据线与设计标准线的关联度,实现模块化机载吊舱的可靠性分析。根据可靠性分析结果对现有机载吊舱模块进行优选,得到机载吊舱产品的初步模块化设计方案。该研究方法能缩短产品研制周期,为研究模块化产品的可靠性提供理论基础。