大型地面雷达天线罩内力及稳定性分析

　　

    随着雷达电性能要求的不断提高，地面雷达罩已由过去的空间骨架式结构更换为泡沫或蜂窝夹层结构。这种结构能否在要求的风载作用下安全使用，是结构设计的关键。本文分别用解析法及有限元方法对雷达罩进行了计算，将两种方法得到的结果进行一了对比。

　　1板块几何形状

    雷达罩多为}/a截球形式，由于运输上的考虑(高度小于3.5米)，均将球壳划分为若干块，板块一般是在十二面体、二十面体基础上划分的，图1给出了IL种板块划分形式，空间骨架式雷达罩一般采用经纬分割或三角板块划分形式，随着电性能要求的不断提高，要求板块搭接缝少，尽量随机化，减少平行边，而工艺要求板块的种类要尽量少，以降低模具成本，因此泡沫或蜂窝夹层结构一般采用五边形、六边形交错形式划分。

    对于空间骨架式雷达罩，整体刚度由加强筋的疏密、几何尺寸决定，因此板块尺寸不能太大，对于泡沫或蜂窝夹层结构，整体刚度主要由芯材的厚度决定，构及电性能均要求较大的板块，考虑到运输的限制，可将板块划分为狭长形，使雷达工作区搭接缝很小。雷达的性能要求不同，板块的划分也应相应调整:

　　2内力分析

    由于3/4截球雷达罩在边界处有一较强约束，因此在进行内力分析时必须考虑边界处弯矩的影响，一般采用薄膜理论加边界效应的分析方法}‘{)

    薄膜理论中，球壳应满足平衡方程:

　　用有限元方法进行内力分析，关键步骤是力系的合理离散化由于风载是cF,(3的函数，在不同位置载荷不同，因此不同位置单元L的均布载荷是不同的，必须逐一单元分别加载.

    风速为}0米/秒时，离散到罩体的载荷见表1

　　3稳定分析

    雷达罩的稳定分析一般采用受均匀外压作用的薄壁球壳临界压力公式{“」，即

 

其中1};为壳体弹性模量,t,I}分别为球壳的厚度和半径，K为常数，的h值也不同，不同研究者所用的方法不同，得到一般取K二}.2}

　　式(I)没有考虑截球高度对临界屈曲压力的影响，因此用有限元方法对受均匀外压作用的3/4截球雷达罩进行稳定分析可以对式(A)作进一步的修正，与实际情况更接近.

    风载作用下的雷达罩，大部分区域受拉，局部区域(迎风面)受压.因此雷达罩的失稳主要体现为局部失稳:’{，对于泡沫或蜂窝夹层结构，总体失稳破坏形式如图2(3)所示，局部失稳形式有二种:表板起皱(川和剪切皱褶(2)，风载作用下，在载荷方向交变处，容易出现剪切皱褶，它主要是由于夹芯横向剪切模量低造成的。