近年来,世界经济快速发展,国际间贸易不断增长,对集装箱运输的需求也日益提高,此外各大集装箱航运公司追求规模效应,推动了箱船向大型化趋势发展。集装箱船本身具有大开口、刚度低和航速高等特点,船体强度和疲劳强度问题突出,大型化对其结构安全带来了更大的考验,传统船体梁理论不再适用,因此有必要开展针对超大型集装箱船结构强度直接计算的相关研究。本文首先基于三维线性势流理论,采用等效设计波法,对目标船进行了波浪载荷直接预报,并与规范值进行对比,最终确定了用于评估全船结构强度的波浪载荷。然后研究目标船弯扭联合作用下的结构响应特性,对其屈服强度进行评估,筛选危险区域,针对危险区域采用细网格进一步分析,并对不满足衡准的构件进行优化设计。针对超大型集装箱船的疲劳问题,需计及波激振动影响。首先,基于三维线性频域水弹性方法,利用有限元法进行模态分析,预报目标船的波激振动载荷,分析其水弹性效应。然后,选取船体多个不同位置和类型的舱口角隅,基于谱分析方法,利用有限元法求解热点应力,计算各节点的疲劳损伤及疲劳寿命,并与刚体理论的结果对比,研究波激振动对疲劳寿命的影响。最后,提出一种快速生成节点细网格的方法,编写相应的二次开发程序,并利用它建立多个节点形状优化方案,对双圆弧负角隅进行疲劳强度优化,探讨其疲劳特性。经研究发现,对于超大型集装箱船的结构强度而言,波浪载荷直接预报是有必要的,且必须考虑弯扭联合作用下的应力响应,对于纵向舱口围端部和舱口角隅此类容易出现应力集中的危险区域,有必要采用细网格分析。船体在波浪中很容易发生波激振动,且必须考虑反对称模态作用,疲劳节点处应力的高频响应特性使得疲劳累计损伤度大大增加,一般降低疲劳寿命约30%~40%,部分节点可能高达50%多,因此疲劳强度评估时必须计及波激振动的影响。本文提出的快速生成节点细网格的方法与开发的程序,有利于提高结构设计效率,也可为其他相似问题提供参考。对于双圆弧负角隅,存在一个最佳的圆弧半径比,此时节点的疲劳寿命达到最大。