风机叶片是捕获风能的关键部件，运动状况和受力情况非常复杂，其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因素。在对叶片进行刚强度和疲劳分析时，针对按实际铺层结构建立层合单元模型存在建模过程繁琐、力学分析困难、计算量大、效率低的问题，论文从工程角度出发，研究适合大型风机叶片的复合材料性能参数等效算法，并加以验证。在分析目前国内外复合纤维性能等效算法特点和适用范围的基础上，结合大型风机叶片复合纤维结构铺层复杂、非等厚度、材料正交各向异性的特点，重点研究基于子层刚度法和能量法的等效算法。根据风机叶片铺层纤维具有三个对称平面正交的性质，通过变形能守恒理论，推导出正交各向异性复合材料的刚度矩阵；对子层刚度法进行改进，由子层刚度公式求得材料的性能等效参数。根据复合材料微结构和均质等效体应力场与应变场在一定条件下相同的特点，利用变形能理论推导出性能等效参数与材料微结构变形能的关系，通过对不同形式变形能公式的转换，对能量法由二维向三维领域扩展，推导出性能参数等效算法。以某三向层合板为例，分别使用子层刚度法和能量法对其进行性能参数等效计算，并与试验数据进行对比。以某1.5MW风机叶片为对象，计算其实际铺层结构基于子层刚度法和能量法的复合材料性能等效参数，建立实际铺层结构层合单元模型和等效模型，进行静强度仿真分析；结果表明，三种情况的应力应变分布趋势基本吻合、极值接近。验证了子层刚度法和能量法这两种性能等效算法的可行性、有效性和正确性。最后，对叶片根部进行强度校核，验证了其结构设计的合理性和安全性。论文研究成果可为复合材料构件性能参数的预测提供理论基础和应用参考，为大型风机叶片的结构分析和优化设计提供一种高效实用的方法。