风力发电机组主轴是连接风轮和齿轮箱的传动轴,是传递动力的重要部件。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、疲劳寿命和模态分析进行了深入的研究。研究成果为风电机组主轴结构强度分析和优化设计提供了依据,具有工程实用价值。论文主要研究内容如下:①主轴结构强度分析建模的研究,包括主轴的几何模型,主轴静强度分析有限元模型。针对主轴承滚子模拟问题,提出了分别采用变形体单元、Gap单元、刚体单元等三种建模方法模拟主轴承滚子,并通过对三种建模方法计算结果的对比分析,得到了最优方案,对主轴进行结构强度分析。②主轴疲劳寿命分析。基于Palmgren-Miner线性累计损伤理论,建立了疲劳分析有限元模型、材料模型、应用计算仿真得到的疲劳载荷谱,计算主轴在疲劳载荷作用下的疲劳损伤。③主轴的振动问题研究,根据振动基本理论得出主轴振动方程,对于是否考虑轴承弹性支撑,建立两种有限元模型进行模态分析,并对两种模型的计算结果进行对比分析,研究轴承弹性支撑对主轴固有频率的影响。④风力发电机组主轴胀紧套的强度分析研究。分别通过工程计算和有限元分析法计算胀紧套在极限载荷下的应力值,并对计算结果进行了对比分析,指出两者中最优计算方法,并校核胀紧套各部件的强度,为工程设计提供参考意见。