变桨轴承是风力发电机组的核心部件,其工作环境恶劣、受载复杂,在长期的交变载荷以及冲击载荷的作用下,将会发生裂纹扩展,进而导致整个变桨轴承断裂失效。因此,综合应用断裂力学与有限元分析技术,研究变桨轴承的裂纹产生位置以及裂纹扩展特性,对于变桨轴承的安全性评估、寿命预测及寿命提高具有重要的参考价值。论文主要研究内容和结论如下:（1）建立叶根-变桨轴承-轮毂-螺栓的非线性接触有限元模型,通过Link10单元模拟轴承中滚珠与滚道的接触,采用杆梁单元法模拟螺栓连接,该模型可用于计算极限工况下变桨轴承的载荷和应力分布,获得了螺栓孔和滚道潜在的裂纹产生位置,并为变桨轴承裂纹分析提供了边界条件。（2）建立螺栓孔子模型,在螺栓孔应力最大值处插入不同方位的初始裂纹,计算裂纹应力强度因子,研究发现0°方位裂纹最易开裂;在此基础上,在0°方位插入深度一定,长深比a/b不同的初始裂纹,结合最大正应力理论和Paris疲劳扩展模型,模拟裂纹的疲劳扩展,发现随着a/b的增加裂纹沿深度方向扩展的趋势逐渐增大,但随着裂纹扩展,裂纹沿长度方向扩展的速率增大,沿深度方向扩展的速率减小,且随a/b的增大,裂纹的疲劳扩展寿命逐渐减小。（3）建立滚珠滚道接触子模型,计算距接触点不同距离y下裂纹的应力强度因子,并结合赫兹接触理论及滚道次表面应力对应力强度因子的变化给出力学解释,且对裂纹扩展模式进行了分析;此外还发现裂纹与滚道表面夹角越小,裂纹越容易扩展。（4）建立单齿子模型,根据实际载荷计算齿根应力最大位置,并在此插入不同尺寸的初始裂纹,在深度一定的情况下,研究发现,随着长深比a/b的增大,裂纹疲劳扩展寿命减小;随着载荷不均匀性的增大,裂纹扩展路径偏移程度越大,且位于大载荷方向的裂纹疲劳寿命减小,位于小载荷方向的裂纹疲劳寿命增大。