20000kN静压机属静态超高压装置,是最常用的金刚石合成设备,其以操作简便、生产成本相对较低等优点占据了国内市场的较大份额,在我国超硬材料行业中也占有举足轻重的位置。它的性能决定了所合成金刚石的质量,是衡量金刚石合成技术的重要标准之一。随着金刚石合成技术的发展,其对金刚石合成设备的要求也越来越高,所以提高静压机的可靠性势在必行。铰链梁系统是静压机的重要组成部件,在金刚石的合成过程中需要承受极大的压力,所以其性能的好坏直接影响静压机的工作性能,进而影响金刚石的合成质量。因此,为了提高设备的使用寿命,对铰链梁系统进行强度分析及可靠性分析是非常有必要的。本文主要介绍了有限单元法的基本原理、分析步骤及流程和有限单元法在可靠性分析中的具体应用,并对三维设计软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS的主要功能及特点做了一定的阐述。以有限单元法作为结构分析的手段,着重对铰链梁系统中的关键零部件——铰链梁建立了有限元分析模型进行结构强度的分析,并在此基础上对其进行了可靠性分析。首先用SolidWorks软件,按照设计要求,建立铰链梁系统的三维实体模型,而后对铰链梁系统的空间受力情况进行了分析与计算,并对关键零部件进行了校核;然后在ANSYS软件中建立有限元分析模型进行静力分析和非线性分析,得到了结构在工况下的变形、应力分布及应力集中情况,分析结果表明,在铰链梁的“耳朵”和缸底出现应力集中,这与铰链梁实际出现断裂的区域一致,与实际情况相吻合;本文还对出现应力集中的部位进行了局部结构曲线形式的改进,并对改进效果进行了分析;最后,利用故障树分析方法对铰链梁系统故障及其故障原因进行了分析,并应用机械零件应力、强度“干涉”模型对铰链梁的可靠度进行了计算。本文的研究结果表明,在可靠性分析中,把可靠性与CAE技术结合起来有助于提高机械零件的设计和分析水平,缩短开发周期,节约成本,并对于可靠性分析未来的发展趋势有着非常重要的意义。