矿砂船是专门用于载运散装矿砂的船舶,是一种单向运输的散装货船。我国2007年之前在设计、建造方面属于空白；近年我国为了确保国家战略物资运输的主动权,设计建造了一批超大型矿砂船。在此背景下,研究矿砂船的自主设计,掌握其核心技术就显得至关重要。超大型矿砂船运输的货物是密度很大的矿砂,对船体结构强度的要求非常高,结构安全性至关重要；同时作为衡量结构设计成功与否的主要标杆,空船重量是船舶的重要技术指标之一。对于船体结构设计而言,追求的是提高钢材使用效率、提高船舶经济性,在满足规范要求的前提下以降低结构重量,降低设计成本。这也是结构设计是否成功的标志。保证结构安全前提下的结构设计和优化,主要依据是各种公约和船级社规范；手段主要是规范校核和有限元分析验证。有限元分析在当前的船舶结构设计优化中所占的比例越来越大,除了规范计算中能根据梁理论决定的构件尺寸以外,主要构件都需要经过有限元分析验证。船舶结构设计首先是要满足使用功能和结构安全性,然后是结构优化,达到经济指标先进。要达到结构安全并优化,需要对船体梁的总纵弯矩、剪力进行设计验证；局部结构节点需要满足局部结构强度要求。考察结构强度的方面通常是正应力和剪应力不超过许用值；结构构件在满足使用载荷的情况下不发生屈曲；船体构件疲劳寿命达到设计年限。论文的成果是经优化的船体结构重量指标非常先进,并且相关已经经过实船验证,论文研究所依托的30万吨矿砂船共9条已经全部交工,并运行良好。