先进复合材料具有优异的力学性能，且耐腐蚀性良好，因此在船舶行业具有巨大的应用前景。目前复合材料在我国大型船舶的应用尚处于初步研究阶段，远落后于国外。由于具有各向异性，复合材料的分析相比传统的钢材等各向同性材料要更为复杂。为充分发挥复合材料轻质高强的特征，设计者需要深入地理解复合材料力学以及失效机理。目前船舶设计方法和力学理论已经比较完善，应用于飞机行业的复合材料夹层板理论也发展的很成熟，但是我国在将复合材料应用于船舶行业的研究还处于初步发展阶段，复合材料应用于船舶上的力学分析理论也还处在初级阶段，设计理论有待完善。应用有限元法于船体结构的分析可以非常详细地模拟出各部分的模型。在对模型离散化之后可以准确地计算出各部分的受力和变形情况。通过用膜、板、壳、杆、梁等单元来表现船体的主要结构部分的受力状态。本文中以大型通用软件ANSYS为平台，对应用于某大型船只的夹层复合材料舱室结构及其与钢制船体连接部分进行了分析和优化设计。主要研究内容和结论如下：(1)对经典层合板理论、Reissener夹层板理论、Hoff夹层板理论、杜庆华夹层板理论进行比较，并选用Hoff夹层板理论为舱室结构分析中的理论模型。(2)对舱室结构模型建立的关键技术进行了研究，通过APDL命令建立了更为接近实际情况的舱室结构模型，并依据复合材料船舶行业相关设计标准，建立舱室结构分析的基本思路。(3)在长期载荷作用下，分析了加强筋中使用芯材一和芯材二时对结构整体性能的影响，计算结果表明加筋中蒙皮为主要承力构件，芯材性能对结构整体性能的影响很小。在短期载荷作用下，舱室结构各部分的强度满足要求。舱室结构中应力集中主要出现在板与板，板加筋与其他板加筋相交处。(4)舱室结构固有频率较高，未与该船各个激励频率相同或相近；在舱室结构右壁上设置了开孔并对其进行分析，开孔区域未出现应力集中，开孔形式为合理的。(5)对在极限压力作用下的舱室结构与船体连接区域的螺栓进行校核，掌握了舱室结构连接区域的螺栓载荷分配规律，并依据计算结果对螺栓的分布进行优化。优化之后螺栓的个数从最初的378个减少到133个；在螺栓分布优化的基础上，使用子模型技术取出最危险位置螺栓所在区域进行分析，分析结果表明板的强度满足要求。