自然界中的植物经过漫长生存竞争的进化和选择，对其特定的功能而言，植物系统宏观与微观结构几乎已经达到人为设计无法比拟的最佳状态，生长在沿海多风地带的棕榈科植物王棕，其柔性多体系统体现出了优异的抗风特性，风力机与王棕植物在构型以及所处应力环境方面存在相似性，对王棕植物组织结构力学性能进行研究，可以为大型风力机塔架、叶片等结构的柔性设计提供新启示。基于有限元理论与数值仿真相结合的方法，对植物叶脉、树干、叶柄以及树干-叶鞘-叶柄多体系统的静动态特性进行了研究，通过对比发现，锥形梁式叶脉结构具有相对较大柔性，最大应力集中区域不在梁根部，能够更好实现卸载和避免细脉、侧脉载荷在侧脉、主脉上的集中，提高叶片对风载的自适应能力。轴向变截面的外形提高了树干的柔性，能有效的降低风压下王棕树根的应力载荷，使树干极容易发生耦合变形，大大降低环境载荷对其它组织的力学性能要求。叶柄独特的大长径比结构形态和各项异性材料特性，使叶柄极巧妙的将柔性和刚性融于一体。对于树干-叶鞘-叶柄系统，叶鞘的弹性模量处在一最佳的取值上。在保持相对密度不变的前提下，利用正三角形、正四边形以及正六边形结构对单个维管束多孔结构进行等效，建立了王棕微观维管束孔壁与叶柄宏观结构材料性能间的关联模型。对维管束模型等效前后的二维拉伸、三维压缩与弯曲性能进行了分析，结果表明，采用多孔力学建立微观维管束与叶柄宏观材料特性关联模型是可行的，而正六边形结构型式更适用于叶柄维管束多孔结构等效。对叶柄维管束进行纵向拉伸试验，结合多孔等效模型揭示了其完整的材料状况。采用孔穴单元分解或合并的方法对空心轴结构和平板结构进行材料分层设计探讨，并对不同厚度层的材料性能变化趋势进行了分析。对大型风力机进行了柔性结构仿生探讨，提出了三分叉式塔架加强筋、基于等应力准则的塔架外形以及仿树干外形的叶片叶根等设计思想，相对传统结构，新塔架和叶片结构的综合力学性能有一定的提高。采用数值分析方法对风力机叶片-轮毂以及塔架-机舱-叶片多体系统整体刚度分配关系进行了初步探索。采用拉伸试验研究了相对含水率因素对叶柄顺纹弹性模量的影响状况，数据后处理结果表明，叶柄横纹弹性模量与相对含水率因素更倾向于幂率关系。