王志祥，欧阳兴，王 斌，张大鹏，雷勇军

(1.国防科技大学 空天科学学院，湖南 长沙 410073；2.北京宇航系统工程研究所，北京 100076)

薄壁加筋圆柱壳在飞行器结构中得到了广泛的应用，现有的运载火箭型号有80%的箭体舱段采用整体加筋和桁条加强的薄壁壳体结构，如运载火箭的级间段蒙皮桁条和贮箱等结构[1-2]。作为运载火箭主要承力部件，薄壁加筋柱壳轻量化设计可大幅提高火箭运载能力和节约发射成本，但目前我国箭体加筋柱壳结构的设计手段仍以工程手册和经验设计为主，再辅以有限元校核分析及地面试验，缺乏具有针对性的高效优化设计方法[2-4]。特别地，对于我国目前正在研制的长征九号重型运载火箭，其箭体舱段直径达9.5 m，起飞质量达4 000 t级，起飞推力达5×107N级[5-6]，大直径大载荷的结构特点将给箭体结构轻量化设计带来严峻挑战。

对于承受轴向载荷的薄壁加筋圆柱壳结构，整体失稳往往先于结构强度破坏发生，是结构破坏的主要形式，这就使得轴压稳定性成为设计该类结构的重点[7]。Donnell等[8-9]从求解非线性大挠度方程出发，针对薄壳柱壳结构后屈曲分析方法开展了相关研究。李庆亚等[10-11]从理论上对比研究了隐式弧长法、隐式动力学、显式动力学三种常用分析后屈曲问题的数值方法，并基于显式动力学方法对轴压作用下薄壁圆柱壳结构开展后屈曲分析研究。王博等[12-17]采用非线性显式动力学分析方法，对5 m及以下直径运载火箭中的加筋壳结构进行分析，并基于代理模型和等效刚度模型进行优化设计。……