在针对重载工况下的机械结构设计时，确保产品耐久性和安全性的设计策略和分析方法主要包括以下几个方面：

1. 材料选择：选择高强度、高弹性和高耐腐蚀性的材料，如合金钢、高强度铝合金等，以确保材料在重载下能承受足够的应力而不发生塑性变形或断裂。在特定的环境下，还需考虑材料的温度特性和耐化学腐蚀性。

2. 结构设计优化：采用有限元分析（FEA）等计算机辅助设计方法，对结构进行详细分析，预测应力集中区域，避免尖角和薄壁设计，减少应力集中。同时，合理增加结构的刚度和稳定性，防止在重载条件下产生过大的变形量，影响设备的正常工作。

3. 安全系数设定：根据具体的使用环境和负载情况，设定合适的安全系数，通常 safety factor 会在 1.15 到 3 之间，确保即使在极端情况下，机械设备也能保持结构的完整性和功能的可靠性。

4. 灵活性与适应性：设计时考虑到实际应用中可能会出现的不同工况，如温度变化、负载波动等因素，通过增加可调节部件或采用模块化设计，提高机械结构的灵活性和适应性。

5. 疲劳分析与寿命评估：使用疲劳寿命分析软件，如 ANSYS 疲劳模块，预测零部件在反复加载条件下的疲劳寿命，确保关键部件的使用寿命能够满足实际需求。

6. 制造工艺考虑：合理选择加工工艺，如焊接、铸造、锻造等，对于连接处的处理尤为重要，避免因加工不当造成的结构脆弱点。

7. 后期维护与检测：设计时考虑到了后期维护的便捷性，例如预设检测点、便于拆卸的组件等，确保设备在使用过程中能够定期进行检查，及时发现并解决问题。

8. 标准与规范：符合相关的行业标准和安全规范要求，如 ASME、ISO 等标准，确保设计不仅满足功能需求，同时也符合安全和环保的要求。

通过以上策略的综合应用，可以有效地保证在重载工况下，机械结构的设计既具有良好的耐久性，又能在各种复杂环境中保证安全使用。