能源问题是世界各国目前所面临的最严峻的问题之一,常规化石能源的诸多弊端以及储量的不足都在时刻提醒着人们新能源的发展刻不容缓。风能作为一种可持续发展的再生能源受到普遍重视。风力机是风能利用和开发的核心装备,开展风载荷模拟与风力机叶片疲劳寿命可靠性研究对于促进风能发展具有重要意义。因此本文首先通过对比多种三维风载荷模拟方法,获取了风力机结构的实际服役载荷环境;在此基础上通过建立风力机结构载荷模拟的多体动力学模型,研究了叶片危险载荷计算方法;最后结合结构可靠性分析方法,研究了叶片疲劳寿命可靠性计算过程,获得了不同服役环境下风力机叶片的可靠性结果。论文的主要研究内容包括:（1）脉动风速场模拟首先采用谱表示法和自回归模型两种方法对三维脉动风场进行了数值模拟,进而结合Davenport风谱模型,对比研究了二者在模拟精度、计算效率,以及随机变量维数等方面的差异。结果表明谱表示法中的随机变量由于采用随机函数来表示,可以大大减少风载荷模拟的随机变量数量;二者对于风场中各位置风速自功率谱和互功率谱的还原精度结果表明基于随机函数的谱表示法的计算精度更高。（2）风力机载荷仿真和分析依据叶素动量理论推导了计算风力机气动载荷的步骤,以结合Kaimal风谱模型的风力机三维风场模拟结果为基础,结合FAST软件对NREL 5MW风力机型进行了不同风条件下的载荷仿真,获得了叶片根部各方向的剪力和弯矩、输出功率、以及桨距角变化等结构载荷模拟结果,并且分析了不同风条件对载荷仿真结果的影响;在此基础上开展了后续风力机叶片的疲劳损伤计算。（3）风力机叶片疲劳损伤计算及其可靠性分析以风力机叶片各方向弯矩载荷为基础,结合叶片结构形状的材料属性,获得了叶根危险部位截面的等效应力载荷谱,结合雨流计数法、古德曼曲线、迈因纳线性累积损伤准则并且结合符合瑞利分布的风速分布情况,可以得到风力机叶根的疲劳寿命情况,利用不同的风波动情况说明了该方法的合理性。由于风载的随机性,对得到的疲劳寿命使用正态和对数正态分布进行拟合,给出其疲劳寿命的极限状态方程,采用一次二阶矩方法获得了风力机叶片疲劳寿命可靠性计算结果。