传统叶片制造属于劳动密集型产业，随着风力机组单机容量的增加、叶片的大型化，为叶片生产带来极大地挑战。极端尺寸使得叶片在制造、安装、运输方面会更加复杂，花费更加昂贵。为解决此问题，本文将5MW风力机设计为两段，对水平轴风力机分段式叶片的设计方法、理论进行了研究。论文主要内容包括：根据叶素动量理论的PROPID逆向设计法，耦合Prandtl叶尖损失模型、轮毂损失模型和Viterna post-stall模型，设计5MW风力发电机组叶片展向各截面的弦长和扭角，并预测分析了叶片的气动性能。对标准翼型进行插值，计算过渡翼型，建立三维几何模型；根据国际电工协会发布的IEC61400-1标准，拟定风力机运行的各种工况，利用 Bladed软件对5MW风力机在正常运行、启动、停机和紧急刹车工况下进行仿真，计算动态载荷。统计叶片各截面处的极限载荷作为分段位置的依据。根据复合材料层合板理论及梁理论，综合运用经验公式，以强度和刚度为约束条件，编写 Matlab程序设计主梁帽铺层结构，给出叶片蒙皮、抗剪腹板、叶根加强层的铺层方案；根据叶片翼型分布、载荷分布及结构特点，确定叶片的分段位置。叶片各段连接部位预埋金属螺栓套，设计连接结构。采用ABAQUS软件建立三维有限元模型，研究了同一位置处递减铺层的数量、相邻两个递减段的距离、铺层顺序对结构性能的影响；基于螺栓连接可靠性设计螺栓，建立叶片与螺栓、法兰连接的有限元模型，校验螺栓强度。