风力发电机的叶片是风力发电机设备中最基础也是最关键的部件。实现风能利用率提高、保证风机叶片结构强度等是风电技术研发领域一直追求的目标。风力发电机叶片的气动性能、叶片数、尖速比等都会影响风力发电机转换风能的效率。本文通过风力发电的技术和优势以及我国风电行业发展现状的分析,针对水平轴风力发电机叶片进行结构优化设计与分析,以提高风能利用效率。具体研究内容如下:（1）翼型的气动性能是翼型升力、阻力以及力矩系数等随着攻角不同而发生的变化规律。本课题首先对比了翼型NACA2412、HN-832TA两外形较为相似的翼型的气动性能,选取具有更优气动性能的翼型HN-832TA作为本课题叶片设计翼型;（2）以风能利用率为优化目标,通过Wilson优化方法对风力发电机叶片进行了优化设计,得到了各翼型截面优化的叶片弦长与安装角。对选取的翼型做了函数拟合优化与分析,用拟合后的函数来表示叶片翼型,再利用坐标变换将优化后的弦长与安装角、翼型在三维建模软件Solidworks中建模,完成了风轮叶片模型的构建;（3）利用Ansys流体分析模块将优化设计后的风轮进行了基于CFD的流场分析,得到了风场附近流场情况以及风轮叶片表面的压力等,符合实际工况下的分布。经过风轮转矩、功率与风能利用率的验证与对比,说明Wilson方法优化后风轮叶片风能利用率较原始叶片模型提高了5.78%;（4）利用Ansys对风轮叶片进行了有限元分析,主要是为了保证叶片的安全。通过叶片静力结构分析,在风轮叶片受到极限载荷情况下,风轮叶片叶尖处所受应力较小,在风轮叶片叶根处所受应力较大。叶片产生的最大形变为77.285mm,受到最大应力为25.448Mpa,两者均符合设计要求。通过对风轮叶片的模态分析,得到了风轮叶片前八阶模态,经计算对比,该风电叶片设备不会发生共振。通过对大型水平轴风力机风轮叶片优化设计,提高了风力机的风能利用率。通过对风轮进行转矩特性分析,验证了风轮叶片优化后的有效性;通过风轮叶片有限元分析,验证了风轮叶片的安全性。对于大型水平轴风力机的设计具有一定参考价值。