复杂系统的极限状态函数非线性程度较高,在进行可靠性分析时,易导致失效概率的计算误差大、效率低,针对上述问题,提出了树形马氏链(TMC)算法和基于该算法的可靠性分析方法。树形马氏链是对原始马尔可夫链的改进,其状态转移过程更加灵活,具备局部多链并行和自适应探索失效域边界的特性。树形马氏链通过多候选状态点扩大对失效域信息的收集,生成能充分反映失效分布特征的样本,对该样本进行自适应核密度估计得到近似最优的重要抽样分布密度函数,从而提高计算结果的准确度。文末的数值算例和工程算例验证了算法性能,计算结果表明算法对设计点、抽样起点的位置不敏感,处理强非线性及复杂串联系统问题时,能在少样本量下得到相对高准确度的计算结果,且在样本量改变时,计算结果相对稳定可靠;工程算例给出了所提方法在实际问题下的效率,体现了所提方法的工程应用价值。