目前，船体结构优化设计仍局限于局部结构，多数为静强度或频率禁区约束下以结构质量最小化的单目标优化问题，且较少考虑了船体结构的动态响应特性。本文以某自航绞吸挖泥船为研究对象，对有限元分析、灵敏度分析和多目标优化等关键技术进行了研究。主要工作如下：（1）全船结构有限元分析。建立了本文研究对象某自航绞吸挖泥船的全船结构三维有限元模型，采用有限元计算的若干关键技术对全船结构进行总强度评估、动力特性及尾部结构的动态响应分析。（2）全船结构灵敏度分析。基于灵敏度分析理论，提出了全船结构静动态多目标优化设计和基于刚度分配的分级优化设计变量的确定方法，并计算了结构质量、应力、位移、固有频率及响应加速度对各设计变量的灵敏度系数。（3）全船结构静动态多目标优化方法比较研究。建立适用于全船结构静动态多目标优化分析的数学模型及仿真设计流程，分别采用直接解法的NSGA-II、NCGA和间接解法的理想点法和完全分层法求解多目标优化模型，并对优化结果进行比较分析。（4）基于刚度分配的多目标分级优化设计研究。采用分级优化策略，依次对全船结构进行了5级静动态多目标优化设计。