在航运业转型升级的当下,船舶轻量化技术研究已成为行业内的研究重点。而船舶结构轻量化后,虽仍满足规范等相关约束要求,但其安全水平降低程度并不明确。因此本文从安全性角度出发,以油船结构轻量化设计为基础,对比分析了不同优化算法对船舶安全性的影响,建立了轻量化后油船结构的运营安全评价体系,主要工作及成果如下:(1)制定了油船混合轻量化策略,采用PCL语言建立了油船舱段有限元参数化模型,采用优化拉丁方进行试验设计选择样本点,构建了RBF神经网络近似模型,分别采用自适应模拟退火算法、多岛遗传算法、粒子群算法进行了油船舱段结构的轻量化设计及对比分析,并验证了优化结果的有效性。(2)以船舶抗撞能力为安全性指标,基于碰撞非线性有限元控制方程,以轻量化后的双舷侧油船结构为研究对象,建立了油船碰撞分析有限元模型,选取危险程度最高的侧向垂直碰撞为事故工况,对不同轻量化方案下的舷侧抗撞安全性能进行了计算分析。(3)以船舶结构极限强度为安全性指标,重点阐述了船体梁总纵弯曲极限状态方程中极限强度、静水弯矩和波浪弯矩的随机模型和极值分布情况,利用ABAQUS非线性有限元法计算了轻量化舱段的极限强度,并采用一次二阶矩法进一步研究了结构轻量化对船体极限强度可靠性的影响。(4)通过总结油船结构和作业特点,统计分析油船历史事故数据,基于本文船舶结构轻量化技术以及轻量化后油船安全性的研究,对轻量化后油船运营安全进行风险评估,采用层次分析法和模糊综合评价法建立了轻量化后油船运营安全指标体系,给出了轻量化后油船运营安全风险评估方法。