结构设计的目的是根据叶片所受的各种载荷，并考虑风力发电机组实际运行环境因素的影响，使叶片具有足够的强度和刚度。在规定的使用环境条件下运行时，应保证叶片在使用寿命期内不发生破坏。另外，要求叶片的设计重量尽可能轻，并考虑叶片间的相互平衡措施。
叶片的强度通常需要通过静强度和疲劳强度分析校核，受压结构部分还应进行稳定性校核。强度分析应在足够多的截面上进行，需要分析校核的横截面数目可根据叶片类型和尺寸确定，但至少应分析4个以上的截面结构。同时，在叶片几何形状或材料不连续的位置，应考虑增加必要的附加截面分析。
叶片的强度分析可用相应的应变、应力等力学分析校核方法。对于应力分析，还应额外校验最大载荷点处的应变，以确认设计结构不超过材料破坏极限。
叶片的结构设计结果应通过可靠的分析方法和实验验证，证明所设计叶片能够满足这种设计工况下极限强度、疲劳强度和气动稳定性等方面的要求。
叶片的结构设计的具体要求如下：
1）极限强度要求：复合材料叶片的结构强度，应保证其在承受规定的极端风载情况下不产生破坏，避免由此造成风力发电机组灾难性的后果。
2）刚度要求：除满足风力发电机组的振动、气动弹性不稳定性、机械功能等设计目标的要求外，还应保证叶片在各种极限载荷情况下不产生过度变形。
3）动力学特性要求：叶片设计结构需要通过计算或实测方法确定相应的固有频率，应使叶片固有频率避开风力发电机组系统可能产生激振的频率。在所有设计状态下，应使叶片不产生有害的颤振及其他不稳定行为，并提供反映叶片的动态特性指标的数据或技术文件。
4）疲劳寿命要求：多数设计标准要求的叶片设计使用寿命应大于或等于20年，该要求是结构设计过程需要重点考虑的问题之一。叶片寿命需要通过结构疲劳分析，也可以通过疲劳试验方法确定。
5）可靠性要求：对叶片部件总体及其构件的可靠性要求，应参考相关设计标准，并根据具体风力发电机组的总体设计方案制定。
6）物理特性要求：作为叶片的结构设计结果，应给出下列设计数据或技术资料。
①叶片的质量及质量分布；(www.xing528.com)
②叶片的质心位置；
③叶片的转动惯量；
④叶片的刚度及刚度分布；
⑤叶片的固有频率（包含挥舞、摆振和扭转等方向）。
7）接口尺寸：结构设计应给出同轮毂连接的详细结构与连接要求。
对叶片设计的要求不仅需要参考和选用设计标准，还应考虑风力发电机组的具体安装和使用情况。上述的叶片基本设计要求，主要参考了IEC 61400-1标准和德国GL的《风力发电风力发电机组认证规范》中的有关规定，此外，还应注意以下事项：
1）控制极限变形：由于复合材料的优良特性，大型风力发电机组风轮叶片的设计首先考虑叶片的刚度是否满足使用要求，然后进行强度校核。因此对叶片的极限变形要求极为重要：①避免风力发电机组运行过程中叶片与塔架碰撞，要限制叶片在最大设计风速时的极限变形；②在叶片变桨距时，应考虑气动弹性载荷对变形的影响。
2）叶片的几何位置特性：为保证叶片的气动弹性稳定性，应尽可能使叶片截面的质心接近气动中心。对于变桨距风力发电机组的叶片而言，应尽可能使其叶片各截面的质心、气动中心接近叶片的变桨距轴线（一般在1/4弦长位置处）。
3）防积水：叶片内部可能会产生凝结水，其他水分也可能直接进入叶片内部，对叶片造成危害。为清除叶片内部的水分，可以在叶尖和颈部等部位设计排水孔，并使叶片内部有良好的通风条件。但开孔应尽量小，以避免产生附加的气动噪声。
4）防雷击保护：运行实践表明，叶片的防雷击保护十分重要。需要考虑有效的避雷措施，确保可靠地将叶片受雷击产生的电流通过轮毂引出，避免雷击对叶片的破坏。
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