风力发电是目前最具发展潜力的新能源技术,发展风电技术对我国的能源转型和解决环境污染起着至关重要的作用。相比于陆地而言,海上风力资源更加丰富,加上国家政策的支持,发展海上风力发电机组已经成为了必然趋势。近海单柱式风力发电机组是目前我国技术相对比较成熟的海上风力发电机组,与陆上风力发电机组相比,风浪的叠加作用使近海单柱式风力发电机组运行环境更加复杂多变,其零部件受载情况更加恶劣,严重影响其运行寿命。建立完整的近海单柱式风力发电机组整机模型,计算随机风载下风力发电机组关键零部件的动载荷,分析全寿命周期内零部件的疲劳特性,对海上风力发电机组的优化设计和可靠运行有着重要的意义。论文主要研究内容如下:（1）对NREL的5MW近海单柱式风力发电机组结构和工作原理进行分析,根据风力发电机组的基本结构建立其系统拓扑关系图;综合考虑风力发电机组的空气动力学、水动力学、多体动力学特性和构件柔性,结合变速控制和变桨控制,基于Simpack软件建立风力发电机组系统动力学模型;（2）建立不同平均风速的湍流风模型,分析不同平均风速下传动链中齿轮、轴承关键零部件的动载荷。结果表明,低于额定风速时,齿轮和轴承的动载荷随风速变化明显,高于额定风速时,齿轮和轴承的动载荷变化不明显;（3）分析齿轮的弯曲应力、接触应力和轴承的当量动载荷,制定齿轮和轴承的疲劳载荷谱,对各风速下传动链中齿轮和轴承的短期疲劳损伤进行分析,结合风场风速频率分布情况,得到不同风速下疲劳损伤值占20年全寿命周期损伤值得比例。结果表明,风速区间3～11m/s产生的损伤值仅占总损伤值的21.9%,12～25m/s风速区间损伤值占比78.1%;（4）分析全寿命周期传动链中各齿轮和轴承疲劳特性,结果表明。各齿轮和轴承的全寿命周期损伤值均未达到疲劳失效的极限值,低速级主轴附近和高速级输出轴附近齿轮和轴承损伤值较大,而中间级的齿轮和轴承疲劳损伤值较小。