为满足风机叶片逐渐向大型化、高强化、轻量化的发展，碳纳米管以具有高弹性模量、高长径比、低密度、高抗拉强度、优良的耐高温性能、抗疲劳性能、耐腐蚀性能等一系列优异的性能作为增强相可提高风机叶片的力学性能。本文在实验分析的基础上，运用渐近均匀化理论，结合有限元分析技术，建立了碳纳米管增强风机叶片复合材料的多尺度模型并预测了其等效力学性能，以满足现阶段风机叶片的发展趋势。风机叶片复合材料主要是纤维（玻璃纤维、碳纤维、玻璃纤维/碳纤维混杂）增强树脂基复合材料。本文基于ANSYS和MATLAB软件编写了预测纤维增强风机叶片复合材料等效性能的均匀化有限元程序。建立了纤维增强风机叶片复合材料的二维模型，分别分析了纤维、基体、界面的材料参数（体积分数、弹性模量、泊松比等）对纤维增强风机叶片复合材料力学性能的影响。通过RTM方法制备的碳纳米管增强风机叶片复合材料具有优异的力学性能。本文基于实验分析，建立了碳纳米管增强风机叶片复合材料的多尺度模型，将碳纳米管增强风机叶片复合材料分别用宏观、细观和纳观结构描述，通过二次均匀化预测了碳纳米管增强风机叶片复合材料的力学性能。分析了碳纳米管的材料参数（长径比、体积分数、弹性模量等）、纤维的种类、纤维的排列方式和界面等对碳纳米管增强风机叶片复合材料力学性能的影响规律。并与纤维增强风机叶片复合材料力学性能进行了比较。结果表明，在纤维增强风机叶片复合材料中加入少量的碳纳米管可提高风机叶片的力学性能。碳纳米管增强碳纤维复合材料比碳纳米管增强玻璃纤维复合材料弹性性能更优越。碳纳米管通过界面处理后增强风机叶片复合材料性能更好。本文通过分析得出的材料参数对风机叶片复合材料等效力学性能的影响规律，在一定程度上为实现叶片材料的轻量化设计奠定了基础，对风机叶片材料的制备提供了一定的指导作用。