叶片是风力机的重要零件，在风力机发电中占有很重要的地位，叶片的设计与结构优化是提高风力机风能转换效率的关键。本课题以湘电集团横向课题《TFYD5000-15273KW3000V永磁风力发电机机械计算》为背景，针对湘潭瑞邦机电公司横向开发项目《小型风力机的设计与制造》，结合空气动力学相关理论，利用有限元分析等方法对2KW小型风力机叶片设计及优化进行研究。本课题主要研究工作如下：1．基于空气动力学相关理论，根据葛劳窝理论设计模型，确定选用FX63-100翼型，应用MATLAB软件计算沿叶展方向各叶素截面的扭角和弦长；通过Profili软件得到的叶片翼型原始数据，然后由EXCEL软件基于点坐标变换原理得到叶片的空间叶素截面数据，应用pro/E软件建立了叶片的三维实体模型。2．为设计出更符合实际情况的叶片，对翼型FX63-100进行了改型优化，基于弯度不变对翼型不同位置和方向处的厚度进行加厚改型优化，基于厚度不变对FX63-100进行了弯度改型优化。3．出于提高了叶片的加工工艺和改进叶片的景观性，对新型叶片叶展方向上叶素的扭角和安装角都进行了三次多项式拟合修正，对优化后的新型风力机叶片利用ANSYS软件进行了静力分析和模态分析，通过静力分析验证叶片结构设计是否合理，由模态分析可获得叶片的固有频率并用以分析叶片发生共振的可能性。4．委托湘潭瑞邦电机公司制造了原翼型与新翼型叶片样本，设计试制了小型风洞实验台并进行了风洞实验，对比了新翼型与原翼型设计的叶片的风能利用效率；对新翼型叶片进行了转速为1463r/min的极端转速试验，初步探讨新型风力机叶片的可靠性。