潮流能作为可再生能源的一种,其开发利用对于缓解能源压力有着至关重要的作用。潮流能发电水轮机是一种能量转换装置,其主要分为三种:水平轴水轮机、竖轴水轮机和横轴水轮机。本文对一款横轴可伸缩叶片潮流发电水轮机进行了研究。本文介绍了一种叶片伸缩机构,对该机构进行了自由度分析,在该机构的基础上设计了一款横轴可伸缩叶片潮流能发电水轮机,该水轮机叶轮在转动过程中叶片会在轮毂内周期性的伸缩。本文运用FLUENT软件对叶片伸缩机构进行了流场模拟,分析了水流流速、叶尖速比和偏心距等参数对水轮机水动力学性能的影响,计算出了水轮机的发电功率,通过数据的分析和整理得到了不同流速下的叶尖速比和能量利用率曲线,为提高水轮机的发电效率提供了理论依据。在给定水轮机基本设计参数的基础上,完成了水轮机的机械结构设计,对叶片伸缩机构进行了详细的设计并进行了运动学分析,完成了传动系统的结构设计,根据载荷大小和工况,对水轮机关键部件进行了设计。通过ANSYS和SolidWorks的数据接口,对水轮机关键部件传动轴、轮毂和轴承座等进行了静强度分析,运用SolidWorks软件对水轮机叶片进行了流固耦合强度分析,通过载荷传递将压力载荷传递到SolidWorks Simultaion中进行了计算模拟,对叶片进行了静强度分析,在静强度分析的基础上对水轮机进行了疲劳寿命分析,最终验证了水轮机关键部件结构设计的可靠性。对水轮机关键部件进行了结构动力学分析,分析了偏心轴和转子的振动特性,通过偏心轴干、湿模态的对比验证了流固耦合方法在分析流体环境中的结构振动问题的可行性,周围流体使结构的振动频率显著降低。计算结果表明水轮机关键部件不会发生共振现象,结构设计比较合理,为后续的研究奠定了理论基础。运用SolidWokks Motion软件对水轮机的叶片伸缩机构进行了机构动力学分析,分析了该机构在变桨载荷下的动态特性,将仿真结果与理论分析结果进行对比,验证了理论分析的正确性。