风力机桨叶是风力发电机组的关键部件，桨叶的结构设计是整个风力机组设计的基础。风力发电机组运行于大气中，风机的桨叶工作环境特别恶劣，受到气动载荷、重力载荷和惯性载荷的叠加作用，而且长期不停的工作，风力发电机的桨叶损坏率较高，桨叶损坏对风力发电造成了很大的经济损失。因此对风力机桨叶进行机械动力学特性测试和分析，对提高风力发电整体效率和节约风力发电成本，进一步促进风力发电是很有必要的。本文采用理论计算和实验研究相结合的方法，以实验研究为主对风力机桨叶机械动力学特性进行研究分析，针对风力机桨叶进行了模态测试实验、静力测试实验和覆冰状态下的桨叶模态测试实验。首先介绍了以风力机桨叶振动特性分析实验装置实验台待测桨叶为例，在Solidworks软件中建立风力机桨叶实体模型，应用有限元软件ANSYS对静止状态下的桨叶进行振动模态分析和静力分析，得出了风力机桨叶的固有频率和振型，并获得了风力机桨叶的主要承力部件，为后续的实验研究打下了重要的理论基础。然后，利用实验室建成的风力机桨叶振动特性分析装置及其主要实验设备，分别设计了风力机桨叶模态测试和静力测试实验系统和实验方法，采用不测力法、测力法和共振法对风力机桨叶进行了实验模态测试，得出了风力机桨叶模态参数。利用液压加载装置对桨叶施加不同载荷，获得了桨叶在不同载荷作用下的形变特性，通过实验和有限元静力分析结果验证了叶根为风力机桨叶的主要承力部件。最后，在模态测试和静力测试实验的基础上，搭建了用于风力机桨叶覆冰实验的实验台系统，在人工环境实验室中模拟大气结冰环境，监测不同覆冰厚度和温度下对桨叶覆冰机械动力学特性的影响，得出覆冰厚度和温度对桨叶固有特性的影响关系曲线。同时，建立了基于多传感器信息的覆冰厚度评价方法，获得了风力机桨叶覆冰厚度和评价指标之间定量关系，从而将覆冰厚度评价公式化、实用化。本文针对风力机桨叶机械动力学特性研究能够促进全面深入的了解风力机桨叶的结构特性，从而对我国风机制造的发展起到积极的作用。