Stability and Optimization of Flexible Space Structures

هدف این کتاب ارائه متدولوژی های به روز در تجزیه و تحلیل و بهینه سازی پایداری الاستیک سازه های فضایی سبک وزن استاتیکی تعیین شده و نامعین ساخته شده از اعضای انعطاف پذیر است که در هنگام بارگذاری مرکزی بسیار سفت می شوند. گره ها اینها شبکه های باز یا پوشش دار و پوسته های مشبک متصل به فضای مسطح و منحنی هستند که به دلیل ظرفیت باربری بالا به نسبت وزن، در هوافضا و سایر زمینه ها اهمیت بیشتری پیدا می کنند. برای مثال در ایستگاه‌های فضایی، به‌عنوان سازه‌های پشتیبانی برای تلسکوپ‌های رادیویی بزرگ و سایر تجهیزات روی زمین و فضای بیرونی، به‌عنوان سازه‌های سقفی برای پوشش و محصور کردن مناطق بزرگ روی زمین و به‌عنوان سازه‌های پوسته‌ای زیر آب استفاده می‌شوند. پوشیده شده توسط یک پوسته پوششی که قادر به تحمل فشارهای هیدرواستاتیکی بالا است. • سازه های فضایی از این نوع عموماً تحت بارهای محوری داخلی قابل توجهی در اعضای انعطاف پذیر قرار می گیرند و از طریق از دست دادن پایداری استاتیکی جهانی شکست می خورند، که معمولاً توسط نقص های کوچک ذاتی در تغییر شکل های کشسان محدود تقریباً بحرانی ایجاد می شود - و نه در درجه اول توسط تجزیه موادی که از آن ساخته شده اند، همانطور که در سیستم های معمولی وجود دارد. بنابراین، معیار در طراحی چنین سازه‌هایی مستلزم حذف یا جداسازی شروع فروپاشی دینامیکی الاستیک و در نتیجه افزایش حد پایداری ایمن آنها است. روش‌های المان محدود استاندارد، همانطور که امروزه توسط اکثر کاربران استفاده می‌شود، برای چنین تحلیل‌هایی کاملاً ناکافی هستند، زیرا انتخاب مسیرهای انشعاب در فرآیند بارگذاری سازه و وجود مدهای فروریختگی مربوطه را در نظر نمی‌گیرند. • این جنبه ها بدیع هستند و برای اولین بار در قالب کتاب جامع ارائه می شوند.

The aim of this book is to present up-to-date methodologies in the analysis and optimization of the elastic stability of lightweight statically determinate, and in- determinate, space structures made of flexible members which are highly stiff when loaded centrally at the nodes. These are flat and curved space pin- connected open or enveloped lattices and reticulated shells which, due to their high loadbearing capacity to weight ratios, are gaining in importance in aerospace and other fields. They are utilized, for example, in space stations, as support structures for large radio-telescopes and for other equipment on earth and in outer space, as roof structures for the coverage and enclosure of large areas on earth and as underwater shell-type structures enveloped by a cover-shell capable of withstanding high hydrostatic pressures. • Space structures of this type are generally subjected to considerable internal axial loads in the flexible members and they fail through the loss of global statical stability, usually precipitated by the intrinsic small imperfections at finite near-critical elastic deformations - and not primarily by the the break-down of the material of which they are made, as is the case in conventional systems. Thus, the criterion in the design of such structures calls for eliminating or isolating the onset of the elastic dynamic collapse thereby increasing their safe stability limit. • Standard finite element methods, as they are employed by most users today, are totally inadequate for such analyses since they do not account for the choice of the branching paths in the loading process of the structure nor for the existence of the relevant collapse modes. • These aspects are novel and they are presented here for the first time in comprehensive book form.