由于日益迫切的振动控制和形状控制需要,智能结构特别引起了航空航天界的极大关注。目前,由传感器、致动器和处理中枢组成的智能结构已经应用到在许多领域中。智能结构是一种含有压电材料、电／磁致伸缩材料或形状记忆合金等主动材料的结构形式,因为压电材料与其它主动材料相比有很多优势,它已越来越多地应用到各种智能结构中。作为一种电介质材料和脆性材料,压电材料中不可避免的存在力失效和电失效的问题,而且由于结构系统本身及其所处环境的不确定因素,使得压电智能结构的可靠性分析变得复杂,随着其应用的广泛,智能结构的可靠性已成为一个热点问题,因此开展对压电智能结构的随机分析并评价其可靠性是非常必要的。本文研究了同时考虑力／电失效的智能结构可靠性问题,主要有以下几个方面：1、讨论和研究了压电晶体的力学、电学性能,从压电效应出发,对压电致动器的驱动技术进行了介绍。基于热力学原理推导了压电广义本构关系,阐述了压电材料各参数间的相互关系,给出了按IEEE标准记法的表达式,讨论了机械、电、热三种能量形态之间的相似性及耦合关系。2、介绍了电介质材料的雪崩击穿机理,阐述了因电击穿机理的复杂性难以建立其解析表达式。本文基于诱发微短路的服从麦克斯韦—玻尔兹曼(Maxwell-Boltzmann)分布的假设,建立了压电材料电击穿统计公式,并与弱点击穿理论公式做了比较,指出了弱点击穿理论公式的局限性。3、给出了考虑预压力的压电致动器的机电耦合方程,理论分析了致动器的最大输出位移／力。并算例分析了压电堆与预压弹簧的刚度比的可行最佳取值范围。4、运用最小势能原理,给出了压电堆的有限元求解方程。并在此基础上,分析了主动杆的热力学控制方程,给出了主动杆(一般由压电段和普通段组成)的有限元机电耦合方程。5、结合压电桁架结构的力学特点,给出了可靠性分析的安全余量表达形式,采用改进的一次二阶矩法(Advanced First Order Second Moment, AFOSM)和Taylor展开随机有限元法(Taylor Stochastic Finite Element Method, TSFEM)给出了安全余量可靠性指标的计算方法；运用可靠性的基本理论,进行压电桁架结构系统的可靠性分析,采用概率网络估算技术(Probabilistic Network Evaluation Technique, PNET)求出压电桁架结构系统的可靠性指标。最后用数值算例说明方法的详细步骤和有效性。