随着人类对海洋开发不断加深，我们对船舶结构的要求也在不断提高，就如传统的桅杆因为受制于材料特性，性能已经渐渐的跟不上船舶技术的发展需要，与传统的船舶制造材料相比，复合材料具有高比强度、高比模量、易于设计、耐腐蚀、耐疲劳、耐磨损等特点。论文从桅杆杆型和复合材料铺层方式出发，提出一种复合材料桅杆的优化设计方案，改善了结构的力学性能并减轻了结构重量。其后通过流固耦合分析研究桅杆结构在高风速条件下的响应，并与传统方法中通过规范计算的结果进行对比，探讨了流固耦合分析对于复合材料桅杆结构设计的必要性。本文研究的主要工作如下：
　　(1)通过复合材料杆件模态试验所测的频响曲线与仿真分析所得的固有频率的对比，确定了复合材料桅杆在优化设计中的材料参数和边界条件，在此基础上，利用有限元软件还原了复合材料桅杆的原始设计，为后续的复合材料桅杆结构优化设计提供了参照对象。
　　(2)探究了复合材料铺层厚度、铺层角度、铺层顺序对复合材料圆筒结构强度和刚度的影响，总结了一些适用的设计方法和需要注意的问题，在此基础上重新优化设计了复合材料桅杆的杆型和铺层，使复合材料桅杆在强度、刚度和质量上的表现较原始设计均有所改善。
　　(3)对复合材料桅杆的等效体进行了二维流固耦合分析，分别依据流固耦合分析的结果和通过规范计算的结果设置桅杆的压力载荷分布，通过研究两种方法得到的风压载荷下的结构的应力和变形，既校核了复合材料桅杆结构的强度也比较了两种方法的差异。