大型水平轴风力机运行于自然环境中,其风轮所受载荷情况异常复杂。而载荷计算和强度分析对于风力机的设计来说是非常重要的基础性工作。从目前数值模拟研究的现状看,惯性力、气动力共同作用下风力机风轮的应力分析是国内外学者普遍关注的课题。由于问题的复杂性,人们对风轮内部应力分布还不够明确,研究的方法与方案等许多方面还有待于进一步完善。尤其在风轮叶片上下表面应力分布研究方面,缺乏对叶片表面应力集中区域细节的分析研究。本文主要研究了风力机风轮叶片及轮毂静态应力分布、振动特性和瞬态动力特性。通过分析计算结果发现:1)风力机风轮各部件上的应力分布不均匀,在改变部件结构参数时,往往引起部件上应力分布的较大变化;2)旋转叶片动力刚化是叶片的转动与其弹性变形的相互影响的结果。叶片固有频率随转速的增加而增加;3)旋转风轮中各叶片变形间相互影响并与轮毂的弹性变形成为一个耦合系统,其固有频率相对于单叶片有较大幅度降低;4)采用密度小、强度大的材料来制造叶片,可以减小风力机在工作过程中叶片上的应力变化幅度和叶片的变形程度;5)考虑瞬态载荷影响时,风力机的叶片上的应力变化幅度随其转速的增加而增加,应力变化速度随此过程所经历时间的增加而减小;6)考虑周期性载荷影响时,风轮叶片上的应力分布呈现周期性的变化。除重力影响下的其变化周期为T/2外,塔影和风剪切影响下的应力变化周期均为T与风力机旋转周期相同。研究结果对风力机性能的改善与改进提供了有益的参考,为风力机的设计提供了理论依据。