高速动车组电机吊架是连接转向架构架和牵引电机的重要承载部件,其可靠性是保证列车安全运行的基础。板簧和螺栓作为连接电机吊架和转向架构架之间重要的零件,二者的可靠性影响着电机吊架的承载能力。随着列车服役时间的增加和运行环境的不断恶化,其承受的载荷随时间也在不断变化。鉴于上述不确定因素的影响,电机吊架的应力和强度会随时间的推移而变化,致使其可靠度表现出时变的特征。为此,结合结构可靠性理论、随机过程理论及时变可靠性理论,借助数值仿真分析方法,实现对高速列车电机吊架及其关键零部件的结构可靠性分析和时变可靠性分析,以期对其可靠性进行全面评估,进而保证高速列车的安全可靠运行。本论文主要研究工作如下:针对分析过程中电机吊架数学模型难以获取的问题,提出一种基于改进粒子群优化支持向量回归模型(IPSO-SVR)的结构可靠性分析方法。首先,通过对电机吊架进行灵敏度分析筛选出对目标响应影响较大的随机变量,采用Box-Behnken设计方法得到样本数据;其次,对样本数据进行训练,建立基于IPSO-SVR的电机吊架代理模型;最后结合应力-强度干涉理论和蒙特卡洛抽样,计算得到电机吊架的可靠度。结果表明:采用该方法求得的电机吊架可靠度具有较高的精度,同时提高了计算效率。针对电机吊架结构可靠性分析结果未能体现可靠度随时间变化的问题,考虑载荷和强度随时间变化对电机吊架可靠度的影响,对其进行时变可靠性分析。首先,基于电机吊架灵敏度分析结果,结合中心复合设计和有限元方法得到试验设计方案,并构建电机吊架尺寸厚度关于最大应力的响应面代理模型。其次,根据布朗运动和伊藤引理,计算时变应力和屈服强度退化的均值和方差,建立基于时变应力-强度干涉模型的电机吊架时变可靠性模型。最后,采用验算点法分别计算得到电机吊架工作10年、20年、30年的可靠度。结果表明:电机吊架的可靠度随着服役时间的增加呈现一定的下降趋势。为了保证电机吊架关键连接零部件的可靠性,考虑其复杂载荷工况和结构特征对其进行时变可靠性分析。为了减少不确定因素的影响以及提高连接螺栓的可靠性,提出了一种考虑工作载荷不确定性的时变可靠性分析方法。考虑到设计参数的不确定性,通过蒙特卡洛模拟获得了螺栓工作载荷的概率分布特征;基于一维布朗微分方程和伊藤引理,推导出考虑螺栓工作载荷不确定性的一维布朗微分方程,并给出了时变条件下螺栓应力的均值和方差表达式;基于时变动应力-强度干涉模型,建立了连接螺栓的时变可靠性模型,并通过验算点方法进行求解30年的可靠度;同理,根据板簧的结构特征及载荷工况推导了表征其力学性能的表达式,基于布朗微分方程和伊藤引理确定了板簧的时变力学特性,并在此基础上构建了时变可靠性模型。研究表明:建立连接零部件的时变可靠性模型能够准确地计算其可靠度。同时,工作载荷的不确定性对可靠性影响很大,在可靠性分析中考虑工作载荷的不确定性与结构的实际运行状况相吻合。