传统的设计方法通过确定性的函数进行单值变换,这样的确定性分析直观明确、表达式简单,但不可否认的是其盲目性、经验性和不能真实反映客观规律的弊端是其致命的弱点。结构的失效往往是由于设计变量的随机性造成的,可靠度正是以概率的形式度量了设计变量与相应量之间所传递的这种随机性。因此,利用概率设计的思想进行可靠性设计是对传统设计的进一步发展,对客观事物的认识进一步深化,能够较好的描述客观信息。我国幅员辽阔,高铁服役条件十分复杂,从而带来服役过程中的性能敏感变化,各功能部件或直接安装在转向架构架上,或间接对转向架构架产生振动影响,转向架构架的服役可靠性至关重要,因此选择转向架构架作为关键件进行结构可靠性分析。本文先根据西门子试验大纲对构架17种组合载荷工况与10种超常载荷工况进行了静力学分析,两类工况中最大Von. Mises应力未出现超过许用应力355MPa的情况,均合格。另一方面,由于列车在运行过程中常受到各种外部激励,而且不同阶数的模态对损伤贡献大小不同,影响位置也有所不同,因此,为避免发生共振,造成轮轨间作用力剧增,对构架进行了模态及模态灵敏度分析。为下一步可靠性分析做了准备。在可靠性分析中,利用ANSYS的PDS模块及APDL语言,分别选取组合载荷工况与超常载荷工况中应力最大的工况作为研究对象,以静力学失效为失效模式建立极限状态方程,选取不同分布形式及参数对板厚、载荷及材料属性等输入变量的离散性进行描述,其中部分载荷的分布形式通过ADAMS仿真确定,分别应用蒙特卡洛法与混合模拟法对构架的可靠度、可靠性灵敏度进行了计算,并对隐式的极限状态方程进行了拟合。从结果上看,在给定的条件下,前者的可靠度趋近于100%,而后者的可靠度为93.555%,从后者的可靠性灵敏度分析结果可以看出,许用应力对可靠性影响最为显著,其次为牵引电机合力(前)。此后,应用ANSYS中优化设计模块,以板厚为设计变量,最大应力为目标函数,对后者进行了优化,优化后结构的可靠度提升到95.555%,可见板厚的优化对结构可靠性提升有限。