在我国风力发电技术快速发展的大背景下，风力发电机组的载荷计算和强度分析直接关系到其运行的安全性。本文着重研究3MW风力发电机组的极限载荷和疲劳载荷，在极限载荷的基础上，对轮毂进行强度分析，为轮毂的设计提供一种有效的强度计算方法。因此，这项研究对风力发电机组分析具有实用价值和学术意义。本文根据IEC标准对3MW风电机组进行参数化建模，在此基础上对正常载荷工况和极端载荷工况分别进行仿真研究。针对几个影响风力发电机组载荷的因素，分别对仅有塔影效应、风切变、尾流与三种效应均有进行对比分析。针对风力发电机组在叶片刚度变化的作用下的载荷灵敏度问题，利用柔性多体动力方程进行全耦合风机建模，并考虑叶片旋转时产生的空气动力、重力、离心力作用。分析叶片的动态响应特性，主要考虑叶片的气动阻尼作用。运用Newmark法对风力发电机组叶片进行动态分析计算，并获得总的动态响应。计算叶片在不同刚度下的载荷敏感度。在进行极限载荷和疲劳载荷分析时，首先对由于叶片安装角安装错误引起极限载荷和疲劳载荷变化情况进行分析，得出其疲劳载荷要远大于极限载荷增加程度。此外，还针对风力发电机组在叶根处摆振力矩、挥舞力矩的极限载荷外推方法问题进行研究，引入过峰值阀值法。并利用两种拟合方法分别对两种典型概率分布进行分析对比，研究表明三参数威布分布下的最大似然估计法最适合计算极限外推载荷，且相对于其它三种方法更具有广泛性。最后，通过对轮毂的有限元分析，在极限载荷情况下，叶片和轮毂连接处的应力最大，并验证了3MW风机的轮毂等效应力低于轮毂材料的屈服强度，证明了该设计结构满强度要求。