在传统的机械零部件可靠性分析时,通常直接根据该零件的应力具体显示表达式得到应力概率模型,同时结合强度概率模型建立可靠性干涉模型进行分析。但工程实际中的机械零部件通常无法给出具体显示表达式,导致了可靠性在实际工程中的广泛运用障碍。在可靠性数据统计方面,通过直接做可靠性数据统计试验成本高昂,而且由于零件结构的不同所造成应力分布差异性极大,使得试验结果往往不具有通用性。因此,机械零部件可靠性研究重点一直围绕着可靠性模型和可靠性数据两个方面展开进行的。本文在随机有限元理论的基础上,利用ANSYS概率分析模块展开可靠性研究。在静可靠性分析方面,以Monte Carlo随机有限元、响应面随机有限元和混合随机有限元进行机械零部件静可靠性分析,解决了无具体显示表达式的零件可靠性建模分析问题,同时对比三种随机有限元法得到各自特点和使用条件。在动态可靠性分析方面,以随机有限元静可靠性分析得到的应力数据为基础,利用Monte Carlo法进行动态可靠性模拟分析,解决了动态可靠性分析的数据缺乏问题。具体的研究内容及成果如下:1)通过APDL建立工业机器人小臂可靠性分析文件,选择Monte Carlo随机有限元法对小臂进行结构静可靠性分析,得到小臂的静可靠度及参数灵敏度分析结果。表明Monte Carlo随机有限元法能够很好的解决零件无显示表达式静可靠性的分析问题,同时也是一种通用性较好的随机有限元静可靠性分析基础方法。2)以机器人小臂为例,进一步采用响应面随机有限元法进行分析。通过对拟合的响应面进行大量Monte Carlo快速模拟后,得到小臂静可靠性分析结果。表明响应面随机有限元法以拟合的结构响应面替代小臂的有限元模型可快速进行分析,比Monte Carlo法具有更高分析效率。通过详细对比两种随机有限元法,最后给出Monte Carlo随机有限元和响应面随机有限元各自进行静可靠性分析的适用条件。3)综合Monte Carlo和响应面两种随机有限元法特点,结合参数灵敏度分析得到混合随机有限元静可靠性分析方法。以参数和结构相对复杂的发动机连杆为例,详细的对比混合随机有限元、响应面随机有限元和Monte Carlo随机有限元三种静可靠性分析方法,结果表明混合随机有限元法在结构复杂且输入参数较多的零部件静可靠性分析时,比其它两种方法具有更高的计算效率。4)在零部件动态可靠性分析时,以支撑板为例,利用Monte Carlo随机有限元静可靠性分析结果,提取后缀为.pdrs文件的应力数据得到应力的大量样本。进一步通过MATLAB分布拟合得到动态可靠性分析的应力概率分布特性,并以此建立动态可靠性干涉模型。最终编辑Monte Carlo动态可靠性模拟计算程序进行支撑板的动态可靠性分析,得到随载荷次数变化的动态可靠度曲线。结果表明基于随机有限元法解决动态可靠性数据缺乏问题的思路是可实现的,为机械零部件动态可靠性分析提供了新的参考方法。