近年来随着深海石油勘探的发展，海洋工程装备逐渐成为研究的热点方向。其中，自升式钻井平台的应用最为广泛。自升式平台上的悬臂梁在钻井作业中起安放设备，提供作业支撑等作用，而且可以连同钻台及井架一起移动，有效地提升了平台的作业能力和范围。因此，对悬臂梁结构的研究是很有必要的。　　本文针对某深水自升式钻井平台的悬臂梁结构，重点研究了其静动态特性，并根据分析结果进行结构优化，这对提高悬臂梁的设计水平具有重要意义。本文研究的主要内容包括：　　1.以有限元理论为基础，结合ANSYS软件对悬臂梁进行静力学分析。考虑到悬臂梁伸缩和横移的状态，给出工作载荷(包括恒定载荷，钻井载荷和环境载荷)的计算方法和分配方式，并提出6种典型的载荷组合工况。通过有限元软件计算出各工况的应力分布和变形结果，然后根据规范使用经验公式校核强度。　　2.运用Block Lanzcos方法提取悬臂梁前10阶有预应力的模态，以此来预估悬臂梁的动态特性。通过建立悬臂梁在作业状态下的力学模型，推导出振动频率的数学表达式，以归纳出影响悬臂梁振动的参数，更全面地研究其振动特性，避免共振。对该悬臂梁进行谐响应分析，分析其对受迫振动及环境激励的抵抗能力，更客观地预见悬臂梁的动态特性。对悬臂梁进行稳定性分析，确定该结构的屈曲强度。　　3.根据优化分析理论，以ANSYS Workbench为优化工具，针对悬臂梁的变形作结构优化分析。建立悬臂梁结构在最危险工况下的优化模型，以悬臂梁各构件的厚度为设计变量，以静力学分析结果中的最大等效应力为约束变量，以悬臂梁变形量最小为优化目标，合理优化悬臂梁结构。优化结果表明，优化后悬臂梁的最大变形量减小了21.1％，最大等效应力减小了12.2%，整体性能得到了提高。