轮毂、变浆轴承及其连接螺栓是风力发电机组中连接叶片和主轴的关键零部件。风力发电机组叶片旋转时产生的气动载荷、惯性力和重力等通过变浆轴承传递给轮毂，在各种静载荷和交变载荷的作用下，各连接部位及其组件很容易产生应力集中和疲劳破坏；另外，轮毂连接风力发电机组主轴，其重量产生的弯矩通过主轴作用于塔筒，对塔筒的强度和寿命有很重要的影响，因此其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证风力发电机组正常、稳定运行的决定性因素。随着风力发电机组的大型化，风力发电机组中各组件的重量、尺寸以及载荷也越来越大，就目前的技术水平对如此大型的产品进行试验还比较困难，所以国内外大多采用有限元方法对其进行设计和研究。有限元分析的关键是建立合理而有效的有限元模型，论文在理论分析基础上，运用计算机辅助建模、有限元分析等现代计算技术，对风力发电机组的连接螺栓进行了有限元建模研究，对变浆轴承接触应力分析方法进行了研究，对轮毂进行了结构优化设计，研究结果为风力发电机组的安全运行和进一步优化设计提供理论依据。论文采用工程计算和有限元分析相结合的方法，以变桨轴承内圈与叶片的连接为研究对象，建立多种连接模型，对螺栓的单元类型、接触对的建立进行了研究，分析了不同单元类型、接触关系等对有限元计算结果的影响，提出了螺栓连接结构合理可行的有限元计算方案。利用简化的Hertz点接触理论，分别建立非线性弹簧单元模型和滚珠实体单元模型，通过有限元计算结果的对比分析，提出了对轴承接触应力进行有限元分析的合理方法，研究工作为大型轴承的设计及校核提供理论依据。在对1.5MW级风力发电机组轮毂进行强度、刚度和疲劳分析的基础上，对轮毂进行拓扑优化计算，根据轮毂整体的密度分布云图，采用钻孔减重的方式，对轮毂做进一步的优化设计，在确保轮毂不降低强度、刚度及疲劳寿命的前提下减轻了轮毂的自重。轮毂自重产生的弯矩作用于主轴并通过主轴作用于塔筒，通过减轻轮毂的自重，可以减小主轴、塔筒等各组件的受力，从而提高主轴、塔筒以及风力发电机组整体结构的强度性能。