海上风能是一种最具有发展前景的清洁可再生能源。发展大规模的海上风电场,对调整能源结构以及改善环境都有重要的意义,也是国家可持续发展战略的一个重要部分。但是要建立大规模的海上风电场,离不开海上风能发电机基础结构。该结构处于复杂的海洋环境中,体积巨大,建造施工困难,而且成本很高。因此海上风电机组基础结构安全性和经济性是当前发展海上风力发电亟需解决的问题。所以对海上风机基础结构过渡段的优化研究具有十分重要的理论和现实意义。本文以导管架式海上风电基础结构的过渡段为研究对象,基于正交试验设计方法和响应面法对海上风机过渡段进行了优化设计。优化设计主要针对结构静强度与疲劳强度两个方面。本文主要的研究内容包括:首先,应用ANSYS有限元分析软件进行结构的静力分析与疲劳分析。通过分析,确定静力和疲劳优化的工况以及疲劳优化的关键区域。其次,在对海上风机基础过渡段结构强度产生影响的诸多因素中,本文选择了斜撑角度、加强环位置、塔筒壁厚、斜撑上端直径和斜撑壁厚这五个变量,作为正交试验设计的因素。通过对正交试验结果的极差分析与方差分析,确定最优的因素水平组合,比较优化前后结构的经济性和安全性。最后,利用响应面法分别拟合重量和强度的响应函数,得到优化的数学模型。通过两种优化方法的比较分析可知,响应面法优化的效果更好。该方法在保证结构安全性的前提下,更好的降低了成本。