雷達天線罩被強臺風(fēng)吹壞，經(jīng)分析是由于結(jié)構(gòu)原缺陷或損傷區(qū)擴大（包括結(jié)構(gòu)材料和接頭），接頭進一步松動改變了單元件的邊界條件，使單元件的應(yīng)力狀態(tài)惡化，反過來使接頭處受力增加，接頭更松動或損傷，進一步促進單元件應(yīng)力狀態(tài)更嚴(yán)重，甚至從一種應(yīng)力狀態(tài)突變到另一種應(yīng)力狀態(tài)，也即為局部失穩(wěn)，或某單元件局部失穩(wěn)，進一步使周圍接頭應(yīng)力增大，逐步擴大失穩(wěn)區(qū)，直到整個球殼破壞。有一個從缺陷→接頭→局部失穩(wěn)直到整體破壞的過程。這些缺陷有原始的，也有經(jīng)老化疲勞和蠕變新增加或者是原始缺陷擴大的。另一方面，接頭還有一個因工藝因素和安裝因素產(chǎn)生的缺陷和不均勻，經(jīng)過老化疲勞和蠕變后進一步擴大和惡化，從而改變雷達罩單元件或某局部區(qū)域的邊界條件，促使和加快局部失穩(wěn)過程。一個單元件的局部破壞，在連續(xù)的強臺風(fēng)的條件，必將引起罩子的整體破壞。
1  穩(wěn)定概念
       一根壓桿從單純受壓的應(yīng)力狀態(tài)變成彎曲應(yīng)力狀態(tài)，即稱為失穩(wěn)，這是著名的歐拉失穩(wěn)。對于一塊
板，同樣由受面內(nèi)壓縮應(yīng)力狀態(tài)受彎曲時，也稱為失穩(wěn)，只是板是四邊支撐的，板的失穩(wěn)臨界載荷要比壓桿大許多，況且，隨著邊界從簡支心為固支，其臨界載荷成倍或幾十倍地增加。夾層結(jié)構(gòu)因大大提高彎曲剛度，從幾十倍到幾百倍，因而采用夾層結(jié)構(gòu)大大提高板的臨界載荷。有曲率的殼體比平板不易失穩(wěn)，曲率半徑越小越不易換穩(wěn)，當(dāng)曲率半徑增大時，就易失穩(wěn)，直到曲率半徑為∞時也即成為平板時，相對殼而言，失穩(wěn)臨界載荷大大降低。
      壓桿失穩(wěn)后就不能繼續(xù)承載了，但板不同，失穩(wěn)后能繼續(xù)承載。傳統(tǒng)的均質(zhì)的金屬薄板，特別是對重量要求很嚴(yán)格的飛機結(jié)構(gòu)，允許板失穩(wěn)，對于玻璃鋼復(fù)合材料，此觀點同樣適用。對于平板失穩(wěn)，玻璃鋼／復(fù)合材料不同于均質(zhì)金屬材料，有個最優(yōu)設(shè)計的問題，對于加筋板更是允許板失穩(wěn)，不僅航空上允許，對于艦船也是允許的。
       對于殼體，特別是薄殼，尤其是對稱旋轉(zhuǎn)的薄殼，所謂失穩(wěn)，事實上往往因制造缺陷等各因素，是從局部地區(qū)先失穩(wěn)。對于這種薄殼，失穩(wěn)后就失去實際承載的能力，也因此稱為整體失穩(wěn)。對于對稱性薄殼，又在對稱邊界條件，往往以整體失穩(wěn)的臨界載荷作為設(shè)計指標(biāo)。
      夾層結(jié)構(gòu)板或殼的失穩(wěn)又有一些新的內(nèi)容：①即使對于夾層結(jié)構(gòu)壓桿，除必須計及芯子剪切變形影響的修正歐拉壓桿臨界載荷外，還有剪切失穩(wěn)，面板局部失穩(wěn)；②對于夾層結(jié)構(gòu)板，除計及剪切變形的臨界載荷外，其中特別重要的有面板象支持彈性基礎(chǔ)上的局部皺曲失穩(wěn)，對于蜂窩芯子這類孔狀芯子，又有孔內(nèi)面板局部失穩(wěn)；③對于夾層結(jié)構(gòu)殼，在對稱載荷及旋轉(zhuǎn)殼的情況下，與夾層結(jié)構(gòu)板差不多，有面板局部失穩(wěn)臨界載荷。對于非對稱載荷旋轉(zhuǎn)殼、對稱載荷非旋轉(zhuǎn)殼、非對稱載荷非旋轉(zhuǎn)殼的這類殼體，還應(yīng)有一個它們特有的局部失穩(wěn)，在此方面極少見到成熟的理論和計算公式。可應(yīng)用微分幾何和差方原理進行分析計算。由于復(fù)雜性，還沒有像上述那些板殼有計算公式。目前只能用特殊處理過的有限元數(shù)值計算。
2  破壞現(xiàn)象
       從幾只雷達罩破壞現(xiàn)象可以看出，面板、芯子有發(fā)白、分層，接頭螺孔變形很大，孔邊發(fā)白、分層等，螺栓彎曲，單元件凹陷、折斷等。這是一個原材料質(zhì)量欠佳或不均勻→工藝缺陷及不均勻→接頭安裝不到位及不均勻→老化→疲勞→蠕變→局部損傷→接頭松動損傷→局部失穩(wěn)。整體破壞的過程。對有關(guān)問題在有關(guān)“工藝”“接頭”兩文敘述。
      從破壞現(xiàn)象可知，對于上述的幾種失穩(wěn)，還要增加：①缺陷、分層對失穩(wěn)臨界載荷的影響；②接頭松動或局部損傷，即邊界缺陷對失穩(wěn)臨界載荷的影響；③當(dāng)①、②共同存在時，對失穩(wěn)臨界載荷的影響。
3  球殼穩(wěn)定性
      均勻球殼在均勻外壓下的穩(wěn)定性早在1915年已得出，對金屬材料，泊松比為0.25，穩(wěn)定k系數(shù)為1.193，是很大的，不少研究者對其進行理論和實驗的研究，k逐步從0.5~0.6直到0.25~0.3。對于各向異性的玻璃鋼／復(fù)合材料，k取0.18~0.25，一般取0.2，這是從鋼結(jié)構(gòu)球殼的經(jīng)驗k系數(shù)推導(dǎo)出來。對于夾層結(jié)構(gòu)球殼，其厚度和彈性模量是從夾層結(jié)構(gòu)球殼與單層均質(zhì)球殼的等拉伸剛度和等彎曲剛度的條件推導(dǎo)的折算厚度和彈性模量。
       當(dāng)單層球殼k系數(shù)取0. 2，肯定是偏于安全的。球殼經(jīng)風(fēng)洞試驗，當(dāng)k取0.3時，球殼還未破壞，況且風(fēng)洞的風(fēng)速是向一個方向吹來，要比均勻外壓嚴(yán)重。但是對于夾層球殼，穩(wěn)定計算必須涉及芯子剪切變形的影響。也足以說明芯子剪切變形對曲板臨界載荷的影響。對復(fù)合材料，特別是夾層結(jié)構(gòu)的殼體，復(fù)合材料分層，面板與芯子脫膠失穩(wěn)，均對臨界載荷有影響。
4  雷達天線罩穩(wěn)定性
      玻璃鋼夾層結(jié)構(gòu)雷達天線罩的穩(wěn)定性，除具有球殼穩(wěn)定性的共性外，還有其特性。這當(dāng)中，有二個特性必須強調(diào)：①由于罩子是許多分塊構(gòu)成，同時強臺風(fēng)本身強度很不均勻，同時又是從一個方向或幾個方向吹向罩子，一定存在一個以單元體為中心的局部穩(wěn)定性問題。根據(jù)罩子半徑和厚度，以及接頭的布置及質(zhì)量，以及風(fēng)力強度和分布，有一個以一塊單元局部失穩(wěn)和一個以幾塊單元體的局部失穩(wěn)；②面板本身的局部失穩(wěn)。
4.1  罩子局部失穩(wěn)
      理論上精確計算罩子的局部穩(wěn)定性，是極其困難和復(fù)雜的。目前還沒有可供應(yīng)用的計算公式。我們可以根據(jù)罩子的實際受力情況，按文獻［14」中的根據(jù)具體情況進行具體分析的指導(dǎo)思想，該文獻是針對變曲率殼體在均勻外壓下的穩(wěn)定性提出的采用一個加權(quán)曲率半徑的方法。
      對于我們均勻的球殼，在有分塊，且外載荷極不均勻的情況下，我們可以采用如下方法。先用通常載荷計算出罩子的無矩理論的面內(nèi)應(yīng)力，這應(yīng)力是不均勻的，然后取一塊面應(yīng)力最大的單元件，用加權(quán)的方法計算出這塊單元件當(dāng)作承受均勻面應(yīng)力的應(yīng)力值。這塊單元件通過接頭彈性支撐在罩子的其它單元件上。為了說明此塊單元件的局部穩(wěn)定性間題，可以暫時假設(shè)單元件邊界是簡支。這塊單元件是在最強的臺風(fēng)速的壓力作用下，因此這塊單元件則成為在壓彎受力的單元體。
       如按無矩理論計算出單元體面內(nèi)正應(yīng)加σx、αy、τxy對于矩形單元體，可以以球體的經(jīng)緯線方向定為x,y方向）。然后計算出臨界應(yīng)力σxcr、σycr、τcr、σxcr、σycr。用文獻［6］中的式（2.5〕表6.1~6.10,τcr用表6.11~6.21，再計算出單元體單承受橫向分布載荷下的破壞載荷qB。
       則可以按下式核算罩子單元件的強度：
       
    
       這實際上是這單元件在局部最強的風(fēng)壓力9作用下，其曲率越來越小，直到曲率為零，即曲率半徑為∞，這時，在σx、σy、τxy作用下突然失穩(wěn)，直接影響周圍其它單元件，而發(fā)生最后破壞。
4.2  面板局部皺曲失穩(wěn)
        對于夾層結(jié)構(gòu)，具有特有面板類似于支持在芯子彈性基礎(chǔ)上的局部皺曲失穩(wěn)，其計算公式為：
        
    
        其中，k’為穩(wěn)定系數(shù)，是與成型工藝、面板初曲率、面板與芯子膠接強度及幾何尺寸等有關(guān)的常數(shù)，k’的范圍為0.05~0.32。
        另外，還有芯子剪切失穩(wěn)，計算公式為：
         
       除非面板較薄，并且蜂格較大，才會出現(xiàn)蜂格由酒窩型（凹陷）局部失穩(wěn)，如文獻[7]中的式(3.2)。
5  實際使用中的穩(wěn)定性
       雷達天線罩經(jīng)幾年使用后，經(jīng)過大氣自然老化，反復(fù)受強風(fēng)的疲勞，及長期自重及風(fēng)載作用的蠕變，使夾層結(jié)構(gòu)材料在剛度和強度方面均退化，具體來講，面板拉壓、剪切強度下降，面板Ef及芯子的Gc、Ec下降，使式（1）中的qB，σxcr、σycr、τcr減小，這樣就容易在特別大的臺風(fēng)作用下，在受力最大的單元體首先局部失穩(wěn)破壞。
       另外，Ef、Ec、Gc下降，特別式（2）中k’系數(shù)也下降，這樣也會使面板發(fā)生局部皺曲失穩(wěn)，經(jīng)過長期使用后，會出現(xiàn)面板局部皺曲或剪切失穩(wěn)。面板局部失穩(wěn)又會影響單元件的受力狀態(tài)，使單元件的受力更嚴(yán)重，促使單元件失穩(wěn)。
       另外，接頭經(jīng)過長期使用后，會松動，甚至于出傷，這樣也可使式（1）的qB，σxcr、σycr、τcr減小，從而加劇單元體失穩(wěn)。
6  結(jié)束語
       雷達天線罩是一個完整的產(chǎn)品，目前設(shè)計水平還未達到安全系數(shù)設(shè)計一致，在設(shè)計過程中必須有存在安全系數(shù)較小的部位。一個產(chǎn)品正象一只木桶，木桶的各塊木條是一樣的長短，當(dāng)某木條短后，這木桶的水就要流出，只能達到短木條的水平，因此必須對產(chǎn)品的各個部件、部位，各種應(yīng)力狀態(tài)，進行精細準(zhǔn)確的設(shè)計，使各部位、各種受力狀態(tài)達到同樣安全可靠程度。
       另外，產(chǎn)品設(shè)計必須涉及老化、疲勞、蠕變等因素，不能只靠提高安全系數(shù)來解決，應(yīng)從實際試驗數(shù)據(jù)出發(fā)。目前還沒有數(shù)據(jù)，可參考國內(nèi)外有關(guān)資料。研究所及設(shè)計部門應(yīng)加強這方面的基礎(chǔ)研究工作，以便提高產(chǎn)品設(shè)計水平，確保產(chǎn)品長期使用質(zhì)量。
      對上述提出一些罩子特有的局部穩(wěn)定性，要深入研究。
      對于材料缺陷及接頭松動，退化等對產(chǎn)品穩(wěn)定卻影響，也要加強研究。
      必須盡快到破壞罩子現(xiàn)場取樣，全面進行試驗，取得第一手最寶貴資料。
      經(jīng)過試驗，分析，理論計算，將會變壞事成好事。
      通過這一次分析研究，必須加強產(chǎn)品的原材料、生產(chǎn)工藝過程、出廠、安裝的檢驗，并制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并規(guī)定各崗位的責(zé)任制。