从营运成本考虑，我国航运业主要是以购买经济性较好的中龄二手船为主，而中龄船自然会带来一定的超期服役问题。由于环境的腐蚀作用，服役船舶所用钢板的有效厚度必然会有所下降，这也就导致结构上的强度损失。在这种情况下，怎样以较少的经济代价，处理其结构强度再加强问题，以确保超期服役船舶在寿命结束之前保持有效的强度，将能够带来巨大的社会效益和经济效益。为此，本文运用随机灵敏度的方法对船舶结构的重要力学指标进行分析，评判设计参数对结构性能评价指标的贡献程度，从理论角度研究船舶结构的再加强方案。首先，运用ANSYS作为计算平台，进行随机灵敏度抽样技术的研究。选用模型船舱段所用钢板板厚作为设计变量、力学性能作为评价指标，选取不同随机抽样参数进行随机灵敏度计算，得到了能够表达灵敏度数值的最优抽样参数组合，降低了计算的时间成本。其次，运用有限元方法，对SL151起重船船体典型龙骨节点结构进行了详细参数化建模；以节点在腐蚀情况下的板厚等几何尺寸为设计变量，节点力学性能为评价指标，进行了随机灵敏度分析，得出了影响主要评价指标的主要影响参量。然后，以这些影响参量为设计变量，对船体典型结构进行了三种不同类型的参数优化设计，得出了需要更换节点情况下的优化尺寸，为局部构件的性能提升提供了加强方案。最后，以模型舱段与SL151实际舱段为模板，以其所用钢板的厚度为设计变量，舱段力学性能为评价指标进行了随机灵敏度分析。结合有限元分析结果，对结构薄弱了的区域，以随机灵敏度分析的结果为指导，提出了三种船体加强方案，以较少的代价，得到了较好的效果，实现了经济效益的提升。