风能是一种可持续发展的清洁能源,在我国新能源体系中占用重要的一席之地,在我国受到了广泛的重用。风力发电机是风力发电中最关健的设备之一,对于海上风电机组,其长期收到风、波浪等动态载荷的作用,这些载荷不仅会影响风电机组的正常运行,还是造成风电机组发生疲劳损坏的重要因素。每年因风电机组结构破坏导致的事故时常发生,影响了风电生产的稳定性,对我国风电事业造成了严重的经济损失。因此对风电机组进行载荷作用下的动应力分析和疲劳寿命评估具有重要意义。此外,由于风电机组的载荷环境依赖于气候和地域特征,具有明显的不确定性,因此风电机组的可靠性设计需要考虑到气候和结构材料的不确定性,以对风电机组的可靠性进行准确的评估。本文以某5MW风电机组为研究对象,对其所受的载荷进行模拟,并基于动应力分析完成寿命评估和可靠性分析,本文的主要工作如下:1)建立了风电机组的有限元模型,通过将梁单元模型和多尺度有限元模型的频率分析结果与参考文献中的频率分析结果相比,证明了本文建立的有限元模型的准确性。基于随机风场和随机波浪理论,建立了基于谐波叠加法的风、浪载荷模拟方法。基于以上方法,获得了5m/s-25m/s范围内五种工况下的风载荷和波浪载荷;2)采用ANSYS软件完成了仅有风载荷和风浪载荷联合作用种工况下的瞬态分析,获得了风电机组的位移、加速度和应力时程曲线;开展了0°-180°范围内八种工况下的风电机组的静力分析,获得了不同工况下热点应力系数,建立了梁单元与多尺度模型之间的应力映射关系;基于改进的三点雨流计数法、线性损伤理论和S-N曲线,分别建立了基于名义应力法和热点应力法的风电机组疲劳寿命评估方法。通过对海上风电机组进行寿命评估,获得风浪联合作用下,洞口和法兰处的疲劳寿命分别为20.13年和21.76年,说明风电机组的设计满足安全性和长期服役的要求;3)基于多项式混沌方法,建立了风电机组下的可靠性评估方法;针对传统蒙特卡罗方法对样本点需求量大,容易造成“维度灾难”的问题,采用Smolyak算法建立了稀疏样本生成方法,通过与蒙特卡罗方法对比,可以大幅缩减随机过程评估需要的样本点数据,缩短计算时间。通过对比不同工况下的可靠性评估结果,可以发现,风电机组在风、浪载荷作用下,可保证其安全稳定运行。