随着社会的发展，能源和环境问题的加剧，发展新能源技术是当今刻不容缓所需解决的紧迫问题。风能作为一种取之不尽，用之不竭的绿色能源，是未来的发展趋势。但由于近些年来发生多起大型风力发电机倒塔事故，其中多为螺栓强度不够所致。且高强度螺栓是联接这些主要零部件的重要元件之一，起到联接、定位和密封等作用，其使用量也是最大的。如何探究高强度螺栓预紧力与外载荷之间的关系，以及如何提高高强度螺栓联接强度，保持兆瓦级风力发电机组安全运转是首先亟待解决的难题。因此，研究高强度螺栓联接的应力疲劳强度特性是非常必要的。为此，本论文以可再生能源电力技术湖南省重点实验室开放基金项目[2011KFJJ001]和校企合作项目―兆瓦级风力机高强度螺栓联接可靠性技术研究‖为依托，采用理论计算标准算法、数值仿真方法、强度理论和断裂力学理论等相结合的方法对兆瓦级风力发电机组高强度螺栓联接应力、疲劳强度与表面裂纹扩展进行相应研究，论文主要创新点和研究工作如下：（1）采用VDI2230工程算法对兆瓦级风力发电机偏航齿圈处高强度螺栓联接进行合理简化，建立了单个高强度螺栓联接局部模型，揭示了高强度螺栓基本参数、螺栓柔度、残余预紧力、载荷系数、预紧力丧失量、最小(大)预紧力、最小拧入深度和预紧力矩等因素对高强度螺栓强度及疲劳极限值的影响机理。（2）建立兆瓦级风力发电机组偏航过程偏航齿圈与塔架法兰处螺栓联接有限元模型，利用ABAQUS与FEMFAT在不同预紧力状况下对高强度螺栓进行应力疲劳分析，得到高强度螺栓联接的应力、损伤及其寿命等特性指标分布规律，并通过实验对其进行了有效的对比分析。（3）建立高强度螺栓表面裂纹分析模型，在不同预紧力及裂纹形状条件下进行高强度螺栓应力疲劳强度分析，得到高强度螺栓联接的应力云图、损伤云图、寿命云图及裂纹强度因子，其应力疲劳强度得到较好的验证。