超大型集装箱船具有大开口的特性使得超大型集装箱船的抗扭刚度低于普通船型。CCS《船体结构疲劳强度指南》2015版简化算法中未考虑扭矩对船体结构疲劳寿命的影响,这对集装箱船这类大开口船舶的疲劳寿命校核是否合适有待研究。同时随着节能环保逐渐被人们的重视,船舶行业作为传统资源高消耗型行业,其轻量化成为当前研究热点。本文正是基于扭矩对集装箱船船体结构的疲劳寿命影响及如何提高船舶结构的疲劳寿命并降低船舶结构的重量这两点进行研究的。本文主要研究内容如下:(1)介绍了超大型集装箱船疲劳强度评估及船舶轻量化的研究意义,并详述了这两个问题的研究现状。(2)介绍了CCS规范中计算船舶结构疲劳寿命的方法。其中包括简化算法与谱分析法,S-N曲线法及断裂力学法。(3)详述了谱分析法的步骤。在Patran中建立某两艘超大型集装箱船的有限元模型并对该两艘船的疲劳热点进行网格细化,采用波浪载荷计算软件WALCS预报该两艘集装箱船的波浪载荷,最终预报疲劳热点的应力响应。(4)研究了扭矩对超大型集装箱船纵骨疲劳寿命的影响。分别基于简化算法及谱分析法对某两艘超大型集装箱船距船尾L/4、L/2及3L/4剖面处的部分纵骨进行疲劳寿命评估,对比两种方法校核得到的疲劳寿命。以谱分析法拟合得到的应力范围为基准,基于设计波法分析扭矩诱导交变应力在整个应力范围中所占比例。(5)对某超大型集装箱船驾驶室后端圆弧形舱口角隅进行优化设计。采用BP神经网络构建设计变量与目标函数的代理模型,基于多目标粒子群算法对代理模型进行优化设计,利用改进的最小距离法快速从非劣解集中选取一组最优结果,并采用断裂力学法计算优化后的舱口角隅疲劳寿命。