基于ANSYS的有限元可靠性分析
基于ANSYS的车架有限元分析报告
汽车经过130多年的发展，安全与节能已成为汽车设计的重要容。
在汽车结构中，车架作为整车的基体和主要承载部件，具有支撑连接汽车各零部件和承受来自汽车、外各种载荷的作用，其结构性能直接关系到整车性能的好坏。
本文以某运油车车架为研究对象，运用CATIA软件对车架模型进行简化与建立，利用ANSYS软件对车架模型进行参数定义，网格划分，作用力施加，自由度约束，并对车架进行了弯曲工况、扭转工况、急减速工况、急转弯工况的静态分析，并分析位移与应力图，为汽车安全与节能设计提供了理论支持。
同时对车架也进行了模态分析，得出车架的固有频率与振型，提高整车设计水平，对避免共振与提高乘坐舒适性提供了理论基础。
关键字：车架,有限元，ANSYS, 静态分析，模态分析The automobile which has developed for 130 years, security and energy saving has become the leading content for automobile deign. Among the many complex structures in automobile, the frame of the vehicle is the basic part and the main bearing part. It has the function of connecting all parts of the vehicle together and subjecting various loads from inside and outside the vehicle. The performance of frame structure affects whether the automobile property is good or not.In this paper, the frame of a fuel tanker is studied. We simplify and establish the model of frame by CATIA. The parameter of the frame is defined. The model of frame is meshed by ANSYS. Add the force and freedom of the model of frame by ANSYS. The static analysis of the frame includes the situation of bending, torsion, barking and swerve by ANSYS. According to the figure of displacement and stress, it provide theoretical support for the automobile design of security and energy saving. At the same time, the modal analysis of the frame is also studied. Based on the frame of natural frequency and vibration mode, it provide theoretical basis for avoiding resonance and improving ride comfort and improve the level of vehicle design.Keywords: Frame, Finite element, ANSYS, Static analysis, Modal analysis目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 研究背景 (1)1.3 有限元法的应用与发展 (2)1.4 选题的目的与意义 (2)1.5 本文的主要研究容 (3)2 基于CATIA与ANSYS的车架有限元建模 (4)2.1 有限元法简介 (4)2.2 CATIA软件简介 (6)2.3 车架几何模型建立 (7)2.3.1车架几何模型简化 (7)2.3.2 车架几何模型建立 (7)2.4 车架有限元模型建立 (10)2.4.1 网格划分前处理 (10)2.4.2 车架有限元网格的划分 (10)3 车架有限元静态分析 (13)3.1 汽车车架刚度理论 (13)3.1.1 汽车车架弯曲刚度 (13)3.1.2 汽车车架扭转刚度 (13)3.2 车架载荷分类与处理 (13)3.2.1 静载荷 (13)3.2.2 动载荷 (14)3.3 车架工况的有限元分析 (14)3.3.1 满载弯曲工况 (14)3.3.2 满载扭转工况 (16)3.3.3 紧急制动工况 (18)3.3.4 紧急转弯工况 (19)4 车架有限元模态分析 (21)4.1 模态分析简介 (21)4.2 模态分析基本理论 (21)4.3 车架的模态分析 (22)4.4 车架模态分析结果评价 (27)结论 (29)致 (31)参考文献 (32)1 绪论1.1 概述最初汽车的发展，通常运用经验判断和试验仿真进行结构分析。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析共3篇
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析共3篇基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析1混凝土结构是我们生活和工作环境中不可或缺的部分。
为了保证结构的安全性和耐久性，需要进行大量的试验和分析。
钢筋混凝土结构试验有限元分析是其中一种方法，本文将介绍如何基于ANSYS进行试验有限元分析。
1、前期准备工作进行钢筋混凝土结构试验有限元分析前，需要进行一些前期准备工作。
首先要确定模型的尺寸和几何形状，包括梁的长度、宽度和高度，钢筋的数量和材料等信息。
其次是建立材料模型。
钢筋和混凝土的本构关系可以参考各种规范和文献，例如ACI318和EHE等。
最后是进行荷载和边界条件的设置。
这些参数可以根据试验的要求进行设定。
2、建立有限元模型通过ANSYS软件建立钢筋混凝土结构的有限元模型。
其中，混凝土部分采用可压缩性线性弹性模型；钢筋采用弹塑性模型，可以考虑材料的塑性性质。
首先，选择适当的元素类型，包括梁单元和实体单元。
对于梁单元，要选择适当的截面类型和断面参数。
对于实体单元，要确定网格的大小和形状。
然后，按照模型的几何形状和材料参数设置单元类型和属性。
最后，进行单元的划分和网格生成，调整边界条件，使其与试验条件保持一致。
3、分析和结果在模型准备就绪之后，进行分析和结果的处理。
首先，定义荷载和边界条件，可以模拟多种加载模式，例如单点荷载、均布荷载、自重等。
然后，进行静态分析或动态分析。
静态分析可以计算结构的变形、应力和应变等参数；动态分析可以模拟结构在地震、风等自然灾害下的响应。
最后，进行结果的处理和分析。
包括可视化、动画演示、应力云图、位移云图等，能够对计算结果进行全方位的检查和分析。
综上所述，基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析是一种非常有用的手段，可以帮助工程师更准确地评估结构的安全性和耐久性。
它具有良好的可靠性和可操作性，可在较短的时间内快速建立模型和分析结果。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构试验有限元分析2钢筋混凝土结构是目前建筑工程最常用的一种结构形式，其优点在于承载能力强、耐久性好、施工方便等。
基于ANSYS的机械系统可靠性仿真与分析
基于ANSYS的机械系统可靠性仿真与分析引言在现代工程设计中，机械系统的可靠性是一个至关重要的因素。
在设计过程中，通过可靠性仿真与分析可以提前发现潜在的问题，并采取措施优化设计，从而确保机械系统在实际运行中的可靠性。
ANSYS 是一款强大的工程仿真软件，其中的可靠性分析模块可以帮助工程师进行机械系统的可靠性评估和优化。
本文将介绍基于ANSYS的机械系统可靠性仿真与分析的方法和应用。
一、可靠性仿真的基本概念可靠性仿真是通过建立数学模型和使用概率统计方法，对机械系统在不同工况下的可靠性进行评估和预测的一种技术手段。
通过仿真分析，可以得到机械系统的可靠性指标，如故障率、平均无故障时间、失效概率等，为设计者提供依据进行优化设计。
二、ANSYS在可靠性仿真中的应用ANSYS作为一款功能强大的工程仿真软件，提供了多种工具和模块，可用于机械系统的可靠性仿真与分析。
1. 可靠性建模在进行可靠性仿真之前，需要对机械系统进行建模。
ANSYS提供了多种建模工具，可以实现对机械系统各个组成部分的建模和组装。
通过ANSYS的几何建模工具，可以将设计的机械系统转化为数学模型，并进行进一步的分析和仿真。
2. 负载与边界条件分析机械系统的可靠性与其所受到的负载和边界条件密切相关。
ANSYS 可以通过多物理场模拟，模拟机械系统在实际工况下的受力情况和环境影响。
例如，通过结构力学分析模块，可以实现机械系统的有限元分析，预测系统在不同载荷下的变形和应力情况。
通过热传导分析模块，可以评估机械系统在不同温度条件下的热变形和热应力。
3. 故障模式与失效分析在可靠性仿真中，需要对机械系统的故障模式和失效进行分析。
ANSYS提供了多种故障模式建模和失效分析的工具，如故障树分析、可靠性块图等。
通过对机械系统进行故障模式和失效分析，可以识别潜在的问题和风险，并提出相应的改进措施。
4. 可靠性优化设计通过可靠性仿真，可以评估不同设计方案下机械系统的可靠性性能。
基于AnsysWorkbench筒体吊装工具有限元分析
基于AnsysWorkbench筒体吊装工具有限元分析摘要：采用AnsysWorkbench软件对筒体吊装工具进行有限元分析，通过建模仿真的方式了解筒体吊装工具的强度及变形情况，依托计算结果提出筒体吊装工具优化设计的方案。
关键词：筒体吊装工具；AnsysWorkbench；有限元分析随着现代科技的不断发展，工业制造和建筑施工等领域对于设备和材料的提出了更高的要求。
在筒体、压力容器等重型设备的制造和运输过程中，吊装工具是一种必不可少的装备。
利用吊装工具可以将筒体等重量物品从一个位置转移到另一个位置，并保证吊装过程的安全和稳定。
因此，对于吊装工具的设计和分析是非常重要的。
AnsysWorkbench作为一款常见的有限元分析软件，在应用于筒体吊装工具的分析中有着广泛的应用价值。
本研究对基于Ansys Workbench筒体吊装工具有限元分析的相关问题进行深入研究，为方案设计及失效分析提供理论支持。
1AnsysWorkbench的主要功能及应用流程1.1 AnsysWorkbench的主要功能Ansys Workbench是一款广泛应用于工业制造、建筑施工、航空航天等领域的有限元分析软件，其主要功能包括：（1）CAD建模。
Ansys Workbench具有强大的CAD建模功能，可以创建2D和3D的几何对象和组件，并快速导入各种文件格式的CAD数据文件。
（2）丰富的材料库。
针对各种不同的实际应用场合，AnsysWorkbench内置了广泛的材料数据库，包括金属、塑料、陶瓷、涂层、复合材料等多种材料，用户还可以在其基础上拓展和编辑自己的材料数据。
（3）划分单元.通过AnsysWorkbench中的划分单元工具可以给几何模型划分单元，包括四面体、六面体、棱柱体等单元类型，满足复杂结构的有限元分析需求。
（4）自由设定边界条件。
使用者可以在AnsysWorkbench中设定各种边界条件（BC），如固定、载荷或约束边界等，从而得到完整的有限元边界值问题。
基于ANSYS的有限元分析在机械结构上的应用
基于ANSYS的有限元分析在机械结构上的应用引言：机械结构的设计和分析是现代工程领域中非常重要的一环。
为了确保机械结构的安全性、可靠性和性能优化，传统的试错方法已经远远不够高效。
基于ANSYS的有限元分析技术则成为一种强大、可靠的工具，广泛应用于机械结构的设计、分析与优化。
本文将介绍基于ANSYS的有限元分析在机械结构上的应用，并探讨其优点和局限性。
1. 有限元分析的原理和基本步骤有限元分析是一种数值分析方法，将连续体划分为有限个单元，通过建立节点间的力学方程并求解，得出结构在不同载荷下的应力、位移等结果。
基本步骤包括几何建模、网格划分、材料属性定义、边界条件设置和求解结果分析等。
2. 实例：静力学分析以机械零件的静力学分析为例，利用ANSYS进行分析。
首先，进行几何建模，包括绘制零件的实体模型和确定边界条件。
接下来，通过网格划分将实体划分为单元，选择适当的单元类型和单元尺寸以保证计算精度。
然后，为每个单元分配适当的材料属性，包括弹性模量、泊松比等。
在设定边界条件时，要考虑结构的实际工作状况，如约束支撑和作用力的施加。
最后，进行静力学分析并分析结果，得出结构的应力分布和变形情况。
3. 动力学分析与振动模态有限元分析在机械结构的动力学分析中也有广泛应用。
动力学分析主要研究结构在外部激励下的振动响应。
通过ANSYS的有限元分析，可以预测结构的固有频率、模态形状和振动响应等。
这对于设计抗震性能优良的建筑物、减振器的设计等方面有着重要意义。
4. 热力学分析与热应力热力学分析是机械结构设计中的另一个重要领域。
通过ANSYS的有限元分析，可以模拟结构在热荷载作用下的温度分布和热应力。
这对于机械结构的材料选择、冷却系统设计等方面有着重要意义。
5. 优点与局限性基于ANSYS的有限元分析技术具有以下优点：- 高度准确性：有限元分析可以提供全面而准确的结果，能够实现对结构不同部分的局部分析。
- 设计迭代快速：与传统的试错方法相比，有限元分析可以快速进行多个设计迭代，从而实现最优设计。
基于ANSYS的有限元分析
基于ANSYS的有限元分析有限元大作业基于ansys的有限元分析班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. Theload is 2625 N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一，建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析
基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。
装配体的仿真所面临的问题包括：（1）模型的简化。
这一步包含的问题最多。
实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。
这些零件有的很大，如车门板；有的体积很小，如圆柱销；有的很细长，如密封条；有的很薄且形状极不规则，如车身；有的上面钻满了孔，如连接板；有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。
在对一个装配体进行分析时，所有的零件都应该包含进来吗？或者我们只分析某几个零件？对于每个零件，我们可以简化吗？如果可以简化，该如何简化？可以删除一些小倒角吗？如果删除了，是否会出现应力集中？是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略？我们可以用中面来表达板件吗？如果可以，那么，各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合的装配体中，我们可以对杆件进行抽象吗？或者只是用实体模型？如果我们做了简化，那么这种简化对于结果造成了多大的影响，我们可以得到一个大致的误差范围吗？所有这些问题，都需要我们仔细考虑。
（2）零件之间的联接。
装配体的一个主要特征，就是零件多，而在零件之间发生了关系。
我们知道，如果零件之间不能发生相对运动，则直接可以使用绑定的方式来设置接触。
如果零件之间可以发生相对运动，则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。
如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响？在运动副的附近，我们所计算的应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢？又应该使用哪一种接触形式呢？（3）材料属性的考虑。
在一个复杂的装配体中所有的零件，其材料属性多种多样。
我们在初次分析的时候，可以只考虑其线弹性属性。
但是对于高温，重载，高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。
此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料，它是超弹性的吗？是哪一种超弹性的？它发生了塑性变形吗？该使用哪一种塑性模型？它是粘性的吗？它是脆性的吗？它的属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？是否存在应力钢化问题？如此众多的零件，对于每一个零件，我们都需要考察其各种各样的力学属性，这真是一个丰富多彩的问题。
基于ANSYS的结构可靠度分析
基于ANSYS 的结构可靠度分析摘 要：工程结构形式复杂多样，多数情况下其功能函数不能显示表达，传统的可靠度计算方法不再适 用。
利用结构分析软件ANSYS 可有效解决该问题。
ANSYS 基于数值模拟技术分析结构可靠度。
结果表 明该法准确、直观，具有较高的效率和使用价值。
0 前 言可靠度的研究始于20世纪20年代，并逐步扩展到结构分析和设计领域。
国际上关于可靠度的研究一直很活跃，我国也于50年代开始了可靠度的研究。
经过几十年的发展，可靠度分析方法也臻于成熟。
目前形成了多种有效的可靠度分析方法，但许多方法需要大量的数学运算，在一定程度上限制了其发展，鉴于此本文利用有限元分析软件对结构进行可靠度分析。
1 结构可靠度概念结构可靠度的定义[1]是:“工程结构在规定的时间内,规定条件下,完成预定功能的概率”。
这就要求对结构正常设计、正常施工、正常使用，但由于还存在着种种影响结构可靠度的不确定性因素即事物的随机性、模糊性、知识的不完善性[2]，合理、正常的设计、施工和使用只是保证结构具有一定可靠性的前提和基本条件。
要真做到结构安全、适用和耐久，还要研究分析这些不确定性的方法，并分析结果进行决策。
以随机性为不确 定性内容的结构设计和分析方法就是结构可靠性方法。
可靠性分析的意义在于：一方面若某因素对结构失效影响较大,则在设计制造过程 中就要严格加以控制,以保证结构有足够的安全可靠性。
反之,如某因素的变异性对结构可靠性的影响不显著,则在进行结构可靠性分析时,就可把它当定值处理,以减少随机变量的数目。
另一方面,如果结构的可靠度或失效概率没有达到预定的水准,则首先须变化对可靠度有重要影响的输入变量。
在结构的可靠性和失效概率可以接受,输出结果变量的分散程度较小时,可考虑在不影响可靠性和质量的前提下如何节省经费。
这种情况下应首先变更那些影响程度较小的参数。
2 可靠度的分析方法工程结构可靠性分析是用概率和数理统计等理论，对影响结构可靠性的不确定性进行适当处理的一种方法[3]。
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《可靠性工程》课程论文题目:基于ANSYS的有限元可靠性分析学院工程技术学院专业机械设计制造及其自动化学号222009322姓名成绩2012 年11 月20 日目录摘要 (2)1前言 (2)2基于概率有限元法机床主轴可靠性分析 (2)2.1 可靠性分析的基本过程.............................................................. 错误！未定义书签。
2.2蒙特卡洛模拟法 (3)2.3 机床主轴实例分析...................................................................... 错误！未定义书签。
2.3.1获得主轴各变量的分布函数 (5)2.3.2建立仿真循环文件 (5)2.3.3进入概率分析模块执行PDS求解 (6)2.3.4结果与分析 (6)3基于随机有限元法的连杆可靠性分析 ............................................... 错误！未定义书签。
3.1 可靠度随机有限元方法.............................................................. 错误！未定义书签。
3.2 连杆可靠性分析 (7)4基于区间有限元法的压力容器可靠性分析 ....................................... 错误！未定义书签。
4.1 压力容器的随机变量和区间估计 .............................................. 错误！未定义书签。
4.2 区间有限元方程解...................................................................... 错误！未定义书签。
4.3 压力容器的可靠度分析.............................................................. 错误！未定义书签。
4.4 压力容器的区间有限元分析...................................................... 错误！未定义书签。
5结语..................................................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。
基于ANSYS的有限元可靠性分析摘要：本文分别介绍了概率有限元法，随机有限元法，区间有限元法三种有限元分析方法，采用ANSYS有限元分析软件进行了可靠性分析。
具有一定的工程应用价值。
关键词：可靠性；概率有限元；随机有限元；区间有限元1前言对机械系统进行可靠性分析研究时，考虑到机械系统的“应力一强度”模型中输入、输出参数的不确定性，将概率分析和有限元分析结合起来。
不确定因素，是自然界中各事物的固有特性。
在机械系统中，有许多的不确定性因素，如模糊性和随机性等。
可靠性分析的根本原因。
在于分析基本变量的不确定性：物理量的不确定性，统计方法的不确定性与分析模型的不确定性等等。
有限元分析法，是一种求解工程问题近似解的数值方法，广泛地应用于可靠性工程中。
在有限元分析中，输入的参数常常是确定性的，如分析的结构形状和尺寸是确定的，施加的载荷是确定的，材料属性参数也是确定的，最后计算得出的结果(如应力、变形等)也是确定的。
然而，实际上所输入的参数，都存在着不确定性。
输人参数的统计随机性，必然会对输出参数产生影响。
研究表明，采用随机有限元法或概率有限元法，能很好地解决常规解决方式所带来的问题，主要为不确定性的输人参数对最终输出结果参数的影响方式和影响程度，而且不仅可以对现有的机械系统进行可靠性分析，确定其可靠度，而且可以对新设计的产品模型的可靠度进行验证分析，保证新产品满足一定的可靠度要求。
2基于概率有限元法机床主轴可靠性分析2.1 可靠性分析的基本过程在进行可靠性分析中，其基本过程为：结构的极限状态由功能函数Z=g(x)来表达，其中随即变量X=(X1,X2, …,Xn)表征各参数的不确定性。
当g(x)>0，结构处于安全状态；当g(x)=O，表示结构处于极限状态；而当g(x)<O，则表示结构处于失效状态。
失效概率可表示为：（1）式中,f(x)表示随机变量的联合概率密度函数，但是建立f(x)表达式对于较大部分的结构来说是比较困难的。
随着以数值模拟技术为基础的有限元理论和技术的发展，结合有限元法的概率有限元法或随机有限元法，能有效的用来进行结构可靠性分析和参数不确定性分析。
在ANSYS中，主要采用响应面法和蒙特卡洛法来分析可靠性概率。
2.2蒙特卡洛模拟法蒙特卡洛模拟法是一种数值方法，主要通过随机变量的随机模拟或统计试验，来求解物理、数学和工程技术的问题近似解，因此也常被称为随机模拟法或统计试验法。
随着科技的发展，采用传统的数学方法或物理试验进行常规的计算处理，众多复杂的问题有时难以解决，而蒙特卡洛法则是解决这些难题的有效手段。
蒙特卡洛模拟的一般过程：首先，构造一个简单适用的随机模型或概率模型，使问题的解和其中的随机变量的均值、概率、方差等某些特征相对应。
其次，根据概率模型的特点，使用适当的加速收敛方法，以提高其模拟精度。
再根据模型中随机变量的分布，产生随机数，实现一次随机模拟过程需要足够数量的随机数。
最后对模拟结果进行统计处理，给出问题的解和解的精度。
设结构功能函数Z=g(X1,X2, …,Xn)，式中置为具有任意分布的随机变量。
对Xi=(i=1,2,…N)进行N次随机抽查，得到N组值(j=1,2,…N)。
将第j组(j =1,2,…N)的值代人功能函数，得到N个Zj值(j =1,2,…N)。
设在N个Zj，值中存在Nf个Zj<0，则结构的失效概率可以表示为(2)随着数值模拟技术的不断发展和完善，采用蒙特卡洛法与有限元法相结合的方式，能有效地解决与随机变量有关的工程实际问题。
对随机变量的数值模拟可概括如下：从整体中抽取简单样本做抽样试验。
设X1,X2, …,Xn是 n个独立的随机变量，来自同一个整体，假设他们分布的情况相同，且具有相同的有限均值和方差，用参数和表示，则对于任意>0则有(3)另外，假设随机事件A发生的概率用P(A)来表示，且在n次独立测试中，随机事件A发生次数为m,则频率用W(A)=m/n表示，则对于任意占>0有(4)当n足够大时，则有置最终收敛于，而频率m/n以概率1收敛于P(A)。
以上分析过程可总结为：有限元技术结合蒙特卡洛法来分析可靠性，就是进行Ⅳ个循环，每进行一次循环，即将多一个随机变量在各自的分布函数范围内随机取值，将所得到的这些数值按有限元分析的步骤，即建模、网格划分并求解计算，其结果是变量的数值。
然后对各个变量重复地进行随机取值，得到结果变量的Ⅳ个数值，最后对随机变量和输出变量进行统计，确定其分布函数，敏感性等参数，进行可靠性分析。
蒙特卡洛法应用范围较广，其计算结果认为是可信的，前提条件是只要建模准确，模拟次数足够多。
由于其他各种分析方法要求诸多假设，可能引入系统误差，而且在数学上实现很困难，所以，目前蒙特卡洛法是进行可靠性分析且检验结果较正确的唯一手段。
2.3 机床主轴实例分析机床主轴的力学模型如图1所示。
图1 机床主轴力学模型相关数据列举如下：F1=200020N;F2=100010N;L=400mm;A=200mm;轴外径D1=80mm，内径D2=40mm；轴端面的许用挠度Y=(0.0001 0.0002)L。
2.3.1获得主轴各变量的分布函数对于F1,F2，按照“3”原则，F1取=2000N，=20/3 N；F2取=1000N,=10/3N。
=(2000,20/3)N， =(1000,10/3)N。
考虑加工误差和安装误差引起的相对位置误差，取L和A的变异因素为0.005，L()=(400,2)mm，A()=(200,1)mm。
轴材料的弹性模量也为随机变量，MPa。
2.3.2建立仿真循环文件在ANSYS10.0环境下，利用交互式界面或APDL语言进行仿真循环文件的建立。
该文件的内容有：尺寸、载荷参数的确定，材料属性的确定，单元类型的确定，有限元几何模型的创建，单元网格的划分，施加载荷和边界条件进入求解器执行求解，进入通用后处理器作结果后处理，最终得到的变形图如图2所示，获得最大应力变形值UY-MAX，定义极限状态方程Z=Y-UY-MAX，定义概率分析文件名zhuzhoufenxi4.txt。
图2 主轴变形分析结果2.3.3进入概率分析模块执行PDS求解在PDS中输入载荷、主轴尺寸、弹性模量的均值和标准差，定义Z和UY_MAX为随机输出变量，选择分析方法为蒙特卡洛模拟方法中的拉丁超立法，定义抽样次数500次，执行概率分析。
2.3.4结果与分析图3 UY_MAX样本趋势图表明曲线走势平稳，则说明仿真次数足够多。
图3 UYJ AX样本趋势图从计算机分析可以看出，Z>0的概率是97.16％。
由此可知该主轴的的最大挠度的可靠度为97.16％。
3基于随机有限元法的连杆可靠性分析3.1 可靠度随机有限元方法随机有限元是随机分析理论与确定性有限元方法相结合的产物。
随机有限元的研究内容是分析结构在变异随机量的影响下，各种反应量(包括位移、内力、应力等)的空间变异特征，即研究已知的输入变异性和待求的反应量变异性的某种传递规律。
在结构的极限状态由功能函数Z=g(x)来表达，其中随即变X=(X1,X2, …,Xn)表征各参数的不确定性。
当g(x)>0，结构处于安全状态；当g(x)=O，表示结构处于极限状态；而当g(x)<O，则表示结构处于失效状态。
设抗力R、作用效应S均为正态分布变量，其均值和标准差分别为,,和,则变量Z也是正态随机变量，且有,。
变量z的概率密度函数为：（5）根据定义，结构的失效概率为：（6）通过失效概率就可得到结构的可靠度。
在工程实际的结构可靠性计算中，R和S 一般表示结构的强度和应力。
对于大部分结构来说，得到确切的极限状态方程g(X)表达式比较困难。
Ansys采用蒙特卡罗法数值模拟技术进行可靠性分析。
3.2 连杆可靠性分析Ansys进行可靠性分析可分为创建分析文件、进行可靠性分析和可靠性结果输出3个步骤。