随着我国空间技术的发展,要求卫星具备的功能越来越多,同时对卫星指向精度和姿态稳定度也提出了越来越高的要求。控制力矩陀螺是卫星的核心部件,这对它的动力学特性和可靠性提出了很高的要求。在控制力矩陀螺的制造过程中会存在大量的随机性因素,如加工尺寸、材料属性等,而在它的使用过程中,外界载荷也具有随机性。本文以控制力矩陀螺为研究背景,依据有限元方法对控制力矩陀螺进行动态特性分析和可靠性分析。首先,在对比各种结构可靠性分析方法的基础上,提出了小型控制力矩陀螺结构可靠性分析方案,并对有限元方法基础理论和在结构动力学中的应用做了介绍,这为后续分析计算提供了理论基础。其次,基于控制力矩陀螺工程图纸,在ANSYS软件里建立了结构的有限元计算模型。控制力矩陀螺在空间结构中属于一个非常复杂的结构,研究它的建模方法具有很好的实际意义;在有限元模型的建立过程中,对结构进行了简化处理并研究了轴承的等效处理方法,不但考虑了边界条件的处理与简化,还考虑了作用在其上的载荷的处理方法;然后对结构进行了模态分析和正弦振动响应分析,通过对结果的分析,评价了结构的性能,并给出了一些改进建议。最后,考虑到各种随机性因素将对控制力矩陀螺的动力特性产生影响,利用ANSYS的PDS模块对控制力矩陀螺的固有频率进行了可靠性分析,接着还对其中的壳体组件的强度和刚度进行了可靠性分析,得出各种因素影响的大小;并探讨了结构在多失效模式下的可靠性分析在ANSYS软件的实现方法。