风电齿轮箱行星架是风力发电机的重要组成部分。通常情况下,风机由于地处偏远陆地或者海上,其工作环境相对恶劣,经常面临冲击风载以及低温环境的考验。行星架多采用铸钢材料,材料在低温环境下的力学性能以及抗疲劳性能,是风机使用安全与使用寿命的重要影响指标。伴随着人们对于新能源需求度的提高,风场得到了大规模发展与建设。面对这些问题,研究风电齿轮箱行星架的低温性能以及抗疲劳性能具有重要的理论意义和实用价值。本文以风电齿轮箱及行星架的结构为基础,依据行星架的结构特点进行三维建模和受力分析,在此基础上利用有限元仿真分析得出行星架易产生疲劳破坏的部位。在研究低温力学性能之前,通过常温下的拉伸试验得到风电齿轮箱行星架所使用铸钢材料的基本力学性能参数。然后,考虑低温环境下冲击风载,采用“夏比(Charpy)冲击试验”,分别进行多组常、低温的V型缺口和U型缺口试样的冲击试验,得到冲击功随温度的变化规律。通过扫描电镜(SEM)观察冲击断口形貌,分析了断口特征与断裂机理的关系。接下来,针对风电齿轮箱行星架铸钢件进行了抗疲劳性能的研究。采用高频疲劳试验机模拟实际受力情况进行疲劳试验,通过数据处理得到应力水平—疲劳寿命(S-N)曲线和材料的疲劳极限值,并且通过SEM观察到呈现疲劳条带的典型疲劳断口的形貌分析了断裂机理。为了更进一步研究抗疲劳性能,采用MTS疲劳试验机进行标准紧凑拉伸C(T)试样的疲劳裂纹扩展试验,测量得出材料抵抗裂纹失稳扩展能力的表征参数,即平面应变断裂韧度。通过试验得到的载荷P与裂纹嘴开口处张开位移V的关系,进行计算判断对比分析了不同取样方向试样的断裂韧性值,并依据通过SEM观察断口形貌特征得出了疲劳裂纹扩展的机理。