复合材料格栅结构扁球壳的外压稳定性分析.pdf

复合材料格栅结构扁球壳的外压稳定性分析 蔡奕霖I, 周仕刚I* I 宫占锋2, 薛元德1 (1 同济大学航空航天与力学学院， 上海 200092: 2上海飞机设计研究院， 上海 200232) 摘要：采用有限元法分析均布外压作用下复合材料扁球壳结构的屈曲和后屈曲行为，讨论了铺层顺序等对屈曲及后屈曲 行为的影响，在此基础上提出扁球壳体的格栅加筋方案井进行优化设计。 结果表明，该格栅加筋方案可有效提高此类结构的抗屈曲能力，可供飞机结构中复合材料后压力框等类似部件的设计参考。 先进复合材料格栅加筋(AdvancedGrid Stiff­ ened，简称AGS)结构具有稳定性好、结构效率高等 优点， 被广泛应用于飞行器耐压构件中且。 但加筋结构的屈曲形式复杂， 包括结构总体屈曲、蒙皮局部屈曲、筋条局部屈曲等9 ， 其稳定性问题是目前人们研究的热点， 国内外许多学者对圆柱壳 AGS 结构的稳定性进行了研究 §~j 0 扁球壳体是飞行器上常见的耐压构件形式， 如飞机结构中的后压力框等9 ， 其 结构形式比圆柱壳更加复杂， 对于 AGS 扁球壳体的稳定性有待进一步分析． 在许多悄况下， 外压作用下壳体结构屈曲后不会马上破坏，仍有相当强的后屈曲承载能力，而外压壳体的稳定性分析需要基千非线性大挠度理论， 这样得到的后屈曲过程中的下临界载荷与实验结果接近见而下临界载荷是衡量外压壳体承载能力的主要指标． 对千非加筋扁球壳体的后屈曲研究取得了一定的进展9 ， 当d2 ／凡切为壳底直径， R为球半径， t 为壳壁厚， 如图 1 所示）较大时， 外压球壳屈曲后无下临界载荷9 ， 宜采用加筋方式。