国内风电行业持续发展，市场竞争的日益激烈，行业面临严峻的成本挑战。随着蕴含优质风资源的风场资源日渐饱和，上游风电企业不断要求风电制造商研发大型风电机组，以降低整个风电场的造价。随着风电机组的大型化，塔架的优化设计问题日益突出。为了降低成本，减轻重量，需要探讨新的设计方法，应用新的设计技术。本文以强度理论和结构动力学为理论基础，利用ANAYS有限元分析软件，对3.6MW风电机组塔架进行极限静强度分析，疲劳强度计算，模态分析和屈曲分析。以塔架优化设计为目的，运用正交试验设计，建立试验模型，分析塔架结构因素对极限应力、模态频率、屈曲安全系数和疲劳损伤4个试验指标的影响，绘制因素趋势图，研究这些因素在塔架优化设计中的作用。运用数据统计分析软件建立塔架结构优化数学模型，最后应用MATLAB优化工具箱对模型进行求解，得到塔架结构的优化结果。通过使用一系列设计方法，提出了一套优化塔架基本结构尺寸的方法，为大型风电机组承载部件的分析和设计提供了科学可靠的依据。