叶片的大型化,不仅提高了风机的效能,更降低了单位发电量的发电成本。发展风力发电技术对于当今能源行业来说势在必行,随着风机技术的不断完善和发展,机组装机容量也不断增长,这就要求风机叶轮的捕风面积不断扩大,叶轮的捕风面积与叶片半径的平方约成正比关系,叶片长度增加一倍,风机的捕风面积可以比原来的风机增加三倍。叶片尺寸的增加,使得叶片的质量对叶片的设计提出了更高的要求。本文介绍了风力发电机的主要分类和基本工作原理,讨论了用于进行风机叶片设计的基本数学理论模型,基于这些基本模型,得出叶片设计的一般方法。分析了风机在运行过程中所受的载荷来源以及理论计算,基于数学基本理论,计算了设计工况下风机(1.5MW, NACA-4412翼型)的叶片基本几何参数,通过Profili叶片设计软件求得NACA-4412翼型的上下表面坐标,结合风机理论求出的实际翼弦和扭角,将其转换为设计需要的尺寸,进一步通过坐标变换模型,将二维数据点转移到三维空间。利用Solidworks强大的曲面三维空间造型功能,对设计的叶片进行三维建模,通过Simulation算例分析,对叶片三维模型进行应力、应变、以及振动模态的分析。利用M ATLAB对叶片展向的弦长以及扭角进行拟合改进,得到拟合公式,对拟合改进后的叶片进行铺层设计,重新建模,与原有叶片对比分析应力应变、振动模态分布情况,改进的模型能够保证叶片基本力学性能,实现了大型叶片的轻量化设计的目的。