可变功能机械产品可以通过更换系统构件或者改变构件之间的连接方式获得多个功能,其以结构紧凑、使用方便和功能多等优势,在市场上占有一定份额。目前关于可变功能机械产品的研究还较少。本文对可变功能机械产品进行了三个方面的研究:一方面在对可变功能机械产品特性研究总结的基础上,对基于功能和行为信息的可变功能获取方法进行了研究;另一方面通过对C-K(概念-知识)理论和FBS(功能-行为-结构)理论的综合运用,探讨了融合FBS和C-K理论的机械产品可变功能再设计方法;最后,引入故障树分析法对可变功能机械产品的可靠性和易发生故障的薄弱环节进行了分析。首先,基于功能的能量流、物料流和信息流表达方法,研究了相应的功能获取方法。根据可变功能机械产品的特点,提出了可变功能的选择原则并进行了量化,以便于设计人员剔除不合适功能,快速选出符合可变功能机械产品要求的功能并进行下一步的设计。对上述不同途径获得的功能进行分类、建立数据库,构建功能查询和选择的软件平台,帮助设计人员高效、快捷的进行可变功能设计工作。通过迷你玉器电磨笔的可变功能查询和选择过程,验证了此方法的有效性。其次,基于能量流和执行行为开展了对固定功能机械产品的可变功能再设计研究。通过对机械产品的分析,提出了一种融合FBS和C-K理论的再设计方法,通过C-K理论指导FBS映射过程,再以实现相同行为的不同执行机构加以组合最终实现机械产品的不同可变功能。基于此方法开发了辅助设计软件原型。通过对固定功能电钻进行可变功能再设计实例,验证了此方法的可行性。该研究为此类及类似产品可变功能再设计提供了方法指导。最后,在对可变功能机械产品进行分析的基础上,通过引入故障树分析法对可变功能机械产品的可靠性进行了分析,并且依据故障树对易出现故障的部位和薄弱环节进行了预测,可以指导设计人员针对薄弱环节提前进行优化设计,还可以辅助维修人员快速进行维修作业,提高工作效率。以小型手持式多功能切割机为例,验证了故障树分析法在可变功能机械产品上应用的可行性。通过此方法,可以有效确定产品容易出现故障的构件,并可分析出产品的可靠性及顶事件发生的概率,为设计人员进行优化设计和产品评价提供方法支持。