随着海洋战略地位的不断提升,海洋工程设备得以快速发展。海洋工程设备在各种浅海和深海使命诸如海洋科学、油气探测、水底救援及军事应用中扮演着重要角色。海水的强腐蚀性、高海水压力和复杂生物条件等,使得采用水下机器人配备作业机械手已成为海洋开发的重要手段。由于液压传动具有功率质量比大、运动与换向性能优良等特点,使得液压缸被应用于机器人机械手来执行动作。深海液压缸工作环境为海洋深处,由于其特殊的工作环境和工作性能要求,使得可靠性成为其关键性能指标。针对这一背景,本文针对深海液压缸进行可靠性设计与分析。首先,针对深海液压缸在海洋环境中强腐蚀、深海高压和生物附着等特殊的工作条件,达到其轻量化和高可靠性的设计要求,为此,在剖析深海工作条件的基础上,从基体材料、表面处理工艺、特殊结构、密封结构等方面进行针对性的耐环境设计,减少或消除有害环境的影响,提高深海液压缸的耐环境能力。然后,对液压缸故障模式及其影响因素进行分析,在此基础上,结合应力-强度干涉理论,将应力和强度作为随机变量处理,对深海液压缸关键零部件在设计阶段进行可靠性研究,建立其可靠性模型,计算校验其可靠度,验证了其可靠性满足工程实际使用要求。其次,为提高深海液压缸的可靠性,采用T-S故障树分析法,建立了以深海液压缸这一液压元件故障为顶事件的T-S故障树,对其故障的模糊可能性进行了分析求解,确定了不同任务时间的深海液压缸故障的模糊可能性,求解出深海液压缸各故障状态的模糊可能性和深海液压缸组成零部件的T-S概率重要度,为提高深海液压缸的可靠性提供了依据。最后,对深海液压缸后处理进行了研究,对各接合缝进行了密封处理;对其试验台液压系统进行了设计,选择了试验台液压系统各液压元件,设计了试验方案,分析了试验结果;确定了防腐蚀性能的可靠性试验方案,给出了试验装置原理图,确定了该试验的目的和试验项目等。