随着风电机组装机容量的日益增大,其所受的载荷也越来越复杂,使得风机及其零部件的安全问题变得尤为突出。为确保风电机组在其设计寿命内能够正常地工作运转,应对风电机组的关键零部件进行设计研究和强度校核,并在此基础上对相应部件进行结构优化。轮毂是风电机组中的重要组成部件之一,其结构相对复杂并且承载着多变的气动载荷。轮毂设计的好坏将直接影响整个机组的正常运行,然而利用经典力学却很难仿真它应力的大小及其分布,这给设计工作带来了诸多不便之处。因此,本文在轮毂应变和应力的分析中,引入了有限单元法,并借助有限元分析软件HyperMesh对SUT-3000风电机组轮毂模型进行较规则的六面体网格划分,并利用MSC.Patran/ Nastran作为有限元分析平台,对轮毂进行极限强度分析。最终确定了整个轮毂的应力分布状况,并得到较精准的轮毂应力和变形值及相关云图,进而更直观的找出轮毂受力最危险的部位,为轮毂提供可靠的设计依据。强度分析的结果表明：轮毂的最大应力值56.1 MPa小于许用应力,最大变形值为2.75mm,均满足设计需要。在极限强度分析的基础上,对轮毂进行局部结构优化分析。基于优化软件给出的优化结果,并结合实际的设计经验,对SUT-3000轮毂重新建模和强度分析,其分析结果依然满足设计需要,达到了减轻自身重量,降低制造成本的目的。本文为大功率风电机组轮毂的分析和自主设计提供了较为合理的科学依据,缩短了开发时间,节约了设计成本。对企业解决轮毂的安全问题具有重要的理论意义和工程价值,为开发具有自主知识产权的国产化风电机组奠定了坚实基础。