太空飛行器結構穩定性是指太空飛行器結構在使用環境中的外力載荷下不產生屈曲變形而喪失強度的能力。由於要求質量小，在太空飛行器結構中廣泛採用高強度合金和複合材料製成的薄壁和層板形式。在外力載荷作用下，結構元件中會產生很高的應力。
基本介紹
- 中文名：太空飛行器結構穩定性
- 外文名：structural stability of spacecraft
- 學科：航空工程
- 領域：航空航天
- 材料：高強度合金和複合材料
- 套用：太空飛行器
簡介,原理,屈曲臨界載荷,彈性屈曲,加筋柱殼研究現狀,
簡介
太空飛行器結構穩定性是指太空飛行器結構在使用環境中的外力載荷下不產生屈曲變形而喪失強度的能力。
原理
由於要求質量小，在太空飛行器結構中廣泛採用高強度合金和複合材料製成的薄壁和層板形式。在外力載荷作用下，結構元件中會產生很高的應力。在這種情況下，有壓應力的區域便可能逐漸或突然出現明顯偏離原來形狀的屈曲變形，這時的載荷叫屈曲臨界載荷。
屈曲臨界載荷
線彈性小變形情況下的臨界載荷，可通過結構有限元模型在使用載荷下的特徵值分析求得，一般用半經驗公式和大型有限元程式來計算。這種臨界載荷數值與材料的彈性模量成工比；金屬材料塑性的屈服點往往表示材料彈性模量的急劇下降，在超過屈服點的壓應力區會出現逐漸明顯增大的屈曲變形，可以用非線性方法來計算。
彈性屈曲
彈性屈曲可按其影響範圍分為局部屈曲和總體屈曲。局部屈曲是結構的部分元件出現變形經過內力重新分配後結構仍能承受所載入荷，卸載後局部變形可消除。總體屈曲要使結構產生大變形而失去承載能力。有些情況下總體屈曲可能由於局部屈曲時載荷不能重新分配而引發。對複雜結構必須有相應的試驗來驗證其穩定性。選擇合理的加筋形式和尺寸，考慮內壓支持和保證加工精度是提高薄壁結構穩定性的有效措施。
加筋柱殼研究現狀
加筋柱殼結構在工程領域套用十分廣泛，國內外學者對其進行了大量研究，主要集中在以下方面：
（1）加筋柱殼穩定性的分析方法，包括理論法、有限元法、實驗法；
（2）加筋柱殼結構的最佳化設計；
（3）新型加筋結構的研究，包括多級加筋結構、曲線加筋結構等。
