风力发电机组主轴系统是连接风轮和齿轮箱的重要传动部件，主要作用是传递来自轮毂各种复杂的力和扭矩，因此主轴的性能对风力机组的可靠性和安全性有着重要的影响。论文以大型风力发电机组主轴系统为研究对象，基于德国劳埃德船级社（GL）风力发电机组认证规范，对主轴静强度、疲劳寿命进行了深入的研究，并对主轴的轴承座进行了优化设计。论文的研究结果为风电机组主轴结构强度分析和优化设计提供了依据和方向，具有较高工程实用价值。论文主要研究内容及结构如下：第一章：描述了国内外风电机组发展的现状，就关键零部件分析的技术现状做了一定的概括，指出了现阶段零部件分析方面的不足，为后续的研究工作指出了方向。第二章：应用三维软件对主轴系统进行了实体建模，并应用Hypermesh对模型进行了不同类型单元的网格划分，并比较了两者的优劣。第三章：对主轴系统的结构静强度分析及建模方法的研究，包括主轴及其轴承座的几何模型、静强度分析有限元模型。对主轴进行了较大工况下的静强度分析，以及轴承座的强度分析，并得出了相应的结论。第四章：主轴系统的疲劳寿命分析。基于Palmgren-Miner线性累计损伤理论，建立了疲劳主轴系统分析的有限元模型，使用相关风机专用软件GH-Blade提取了疲劳载荷谱，并计算主轴在疲劳载荷作用下的疲劳损伤，并首次用同样的方法计算了轴承座的疲劳损伤，极大的保证了风机运转的可靠性和安全性。第五章：结合论文对轴承座的研究采用拓扑优化的方法，应用Hyperworks软件的Optistruct模块对轴承座进行了优化设计，并对优化后的模型进行了静强度的应力比较，满足强度要求，到了优化的目的。