基于通用有限元系统，结合船体破损机理和初始缺陷处理方法，建立船体极限强度非线性有限元分析的完整框架。利用对水面舰船和双壳油船极限强度模型试验的比较验证，合理解决非线性有限元分析的关键技术，并对完整和破损船体极限强度进行非线性有限元法分析。然后，在模型试验和非线性有限元分析的基础上提出面向设计的适合破损船体和双向弯曲状态的船体极限强度分析的改进解析方法。
以带上层建筑的某A船极限强度设计为例，基于建立的船体极限强度非线性有限元分析的完整框架，对A船中拱极限强度进行分析。利用纵向和横向对称条件，选取船舯1/4舱段为分析对象，附加适当长度的加载段，在加载段施加线性分布载荷，选取合理的边界条件。此时上层建筑大部分已屈服，底部发生屈曲，而中和轴附近保持弹性状态，弹性区域偏向受压底部。A船中拱弯矩与纵向位移关系还给出了理想结构单元法和解析方法的计算结果，三种方法的计算结果相当吻合。
舰船在战争环境中面临着来自空中、水面和水下的各种常规武器 (如反舰导弹、激光炸弹、鱼雷和水雷等) 的攻击，爆炸破损在舰船船体横剖面上的位置是全方位的。基于建立的船体极限强度非线性有限元分析的完整框架，模拟某B船上舷侧爆炸破损典型工况，利用纵向对称条件，选取船舯1/2舱段为分析对象，附加适当长度的加载段，在加载段施加线性分布载荷，选取合理的边界条件。由于剩余有效剖面的非对称性，剖面极限中和轴不再与基线平行，极限中和轴相对于弹性中和轴发生平移和转动；受拉边缘屈服，受压边缘屈曲，而极限中和轴附近保持弹性。
在船体极限强度研究的理论方法中，直接方法和简化方法是面向设计的方法。对于破损船体结构非对称的情况，弯矩与曲率方向在非弹性阶段不再存在固定的关系，简化方法需由插值计算得到破损船体极限强度。直接方法中的线弹性方法十分简单，但计算精度可能不好，因为在压缩边缘屈曲后船体性能不再是线性，剖面中和轴的位置将发生变化；使用经验公式对于常规船型可以得到合理的解，但人们在用经验公式计算新的或通用船型时必须小心，因为它们由有限的数据导出；而解析方法通过假设船体剖面在极限状态下的应力分布，考虑压缩边缘屈曲和拉伸边缘屈服由理论计算得到船体极限强度，可以更精确地包括不同剖面和材料的影响。Paik和Mansour (1995) 基于极限状态时中和轴附近材料保持弹性状态和弹性区域偏向受拉一侧的假设，推导了完整船体极限强度的解析公式，比较研结果表明，虽然解析方法没有显式地包含结构构件的卸载效应，但只要假设的剖面应力分布合理，还是可以得到准确的结果。
大量的模型试验和有限元分析结果验证了Paik极限强度模型中关于在船体梁达到极限状态时中和轴附近材料保持弹性状态的假设，但同时也质疑Paik极限强度模型中关于弹性区域偏向受拉一侧的假设。基于船体极限强度模型试验和实船有限元分析，结合板和加筋板格极限强度分析的弹塑性法，提出面向设计的船体极限强度分析的改进解析方法。该改进解析方法的基本步骤是：
1、将船体剖面离散化为加筋板格，利用EPM法计算其屈曲极限强度；
2、极限状态时船体剖面拉伸边缘屈服，压缩边缘屈曲，而在剖面中和轴附近保持线弹性状态；
3、剖面弹性区域由完全屈服和屈曲应力分布模型中拉伸力心和压缩力心在垂直于中和轴方向的位置确定；
4、极限状态剖面中和轴的位置和方向由平衡条件确定；
5、船体极限弯矩可表示为弹塑性应力分布模型中拉伸力与拉伸力心和压缩力心之间的距离的乘积。
