风机塔架作为整个风力发电机组体系的支撑结构,其安全性能至关重要。现有大型风机塔架主要有圆筒型塔架和格构式塔架两大类,其中圆筒型塔架占地面积小、构造简单、施工方便,应用较为普遍,但加工工艺复杂、运输困难、基坑土石方开挖量巨大、塔位水土破坏严重等问题的存在使其在山岭地区风电场的应用受到很大限制;格构式塔架制造简单、耗材少、成本低、运输方便、可依地势而建,但在使用过程中会因风振效应产生噪声污染,且为避免塔架与风机叶片发生碰撞,塔架根开受到限制,都极大影响了其在大型风机中的应用。为改善现有风机塔架存在的问题,满足如今风机大型化的发展趋势,有效扩展风电场的建造范围,本文提出一种上部是圆筒型塔架,下部是格构式塔架的混合式风力发电机组塔架体系。为验证上述塔架体系在山岭地区等复杂地势下的工程适用性,本文采用数值模拟和理论分析相结合的方法对其基本力学性能进行研究,分析混合式塔架宽高比和高度比最优范围,及出现长短腿后相关力学性能的变化规律,具体内容如下:(1)以风力发电机组塔架基本设计原则为基础,参考已有圆筒型塔架、格构式塔架和海上风机塔架型式,初步确定混合式风力发电机组塔架高度、塔顶宽度、塔底宽度、过渡段宽度、腹杆形式和各段壁厚等各项设计参数,同时得到混合式风力发电机组塔架受力简化模型,及相关荷载计算公式。(2)运用ANSYS有限元分析软件建立混合式风力发电机组塔架三维模型,在进行塔架比较选型后,对不同宽高比、高度比和长短腿型式的混合式塔架静动力、稳定、抗震、疲劳等基本力学性能进行系统性分析。在满足设计和规范要求的基础上,确定出混合式塔架宽高比和高度比最优取值范围,及不同长短腿混合式塔架间相关力学性能的变化规律,并提出混合式塔架设计选型的相关建议。(3)将混合式风力发电机组塔架与传统圆筒型风力发电机组塔架在受力性能、用钢量、运输过程、制作工艺、施工过程以及维修过程等多个方面进行对比分析,确定两种结构型式塔架的优缺点,为实际工程中塔架的选型及设计提供一些科学合理的参考依据。