در اين مقاله يک سازه فضايی جدار نازک به شکل مخروط ناقص به روش های تحلیلی و المان محدود طراحی شد. سازه با شتاب سه بعدی مشخص حرکت می کند و نیروی پسا ناشی از مقاومت هوا بر روی سطح خارجی پوسته آن لحاظ شده است. تعداد تقويت کننده ها و شکل و ابعاد سطح مقطع آن ها به گونه ای طراحی شد که با توزيع بهینه تنش های اعمالی در سازه، از سهم باربرداری پوسته بکاهد و موجب کاهش ضخامت آن و در نهايت وزن سازه گردد. در ابتدا، با مقايسه ممان اينرسی سطحی انواع تقويت کننده ها، بهترين مقطع برای تقويت کننده های طولی در برابر شرايط بارگذاری اعمالی با استفاده از محاسبات تحلیلی تعیین گرديد. نقطه بحرانی سازه مشخص و تعداد و ابعاد تقويت کننده ها  برای مقاوم سازی سازه در برابر تنش های ايجاد شده و کمانش به صورت تحلیلی طراحی شد.
   سپس با استفاده از شبیه سازی المان محدود، تنش های دينامیکی و مود های کمانشی طرح های اولیه تحلیلی، آنالیز شدند. نقاط ضعف طرح ها شناسايی و بعد از انتخاب مناسب ترين طرح، اصلاحات لازم برای افزايش مقاومت کمانشی و دينامیکی آن انجام گرديد به گونه ای که مقدار ويژه مود اول کمانش و ضريب اطمینان تنش های دينامیکی در يک محدوده قرار بگیرند و توزيع تنش در اجزاء سازه يکنواخت باشد.

مقدمه

   سازه های فضايی در معرض طیف وسیعی از نیروهای مکانیکی قرار دارند. کاهش وزن در سازه های پرنده به علت کاهش هزينه های پرواز از اهمیت بسزايی برخوردار است.
   سازه های جدار نازک به سازه هايی اطلاق می شود که نسبت ضخامت پوسته به قطر آن ناچیز باشد (کوچکتر از0.1 ) در اين سازه ها، پوسته به صورت ورقهای تخت و يا خمیده می باشد که در نواحی مورد نیاز با استفاده از اجزای تقويت کننده در راستای طولی و عرضی سازه و يا راستای مورد نیاز تقويت شده اند. مهمترين ويژگی اين سازه ها استحکام خمشی و برشی زياد نسبت به وزن آن می باشد. در اين سازه ها، پوسته بارهای کششی، برشی و فشار روی سطح سازه را تحمل می کند. تقويت کننده های طولی و عرضی نیز بارهای خمشی، برشی، کششی و فشاری را تحمل می کنند . در اين سازه ها با توجه به ضخامت کم اجزا، خرابی به دو صورت عمده بروز می کند، مهم ترين شرايط که به طور معمول در ابتدا اتفاق می افتد، کمانش اجزای سازه ای است. حالت دوم خرابی های سازه تسلیم قطعات ودر نهايت گسیختگی آن ها می باشد. با توجه به اين شرايط بررسی کمانش يکی از مهمترين موارد در بررسی اين نوع از سازه ها می باشد.
   برای تقويت پوسته بدنه از تعدادی تیر نازک فلزی در جهت طولی 3 و تعدادی حلقه تقويتی 4 استفاده می شود. استفاده از اين تقويت کننده ها باعث افزايش استحکام پوسته در مقابل خمش و کمانش، توزيع يکنواخت تنش در سازه و در نهايت منجر به کاهش وزن نهايی سازه می گردد .

   ضخامت پوسته و وضعیت تقويت کننده ها در هر قسمت از بدنه ثابت است. لذا طراحی پوسته و تقويت کننده ها در هر قسمت بر اساس بحرانی ترين نقطه آن انجام می شود. مقاطع متداول در اين رابطه مقاطع قوطی، مستطیل تو پر، نبشی ، I شکل، ناودانی، T شکل و ... می باشند. بیشترين استفاده به طور معمول از مقاطع نبشی و قوطی و T صورت می گیرد.
   در اين مقاله يک سازه جدارنازک به شکل مخروط ناقص، به گونه ای طراحی می گردد که با داشتن کمترين وزن، بتواند در سه بعد حرکت شتاب دار داشته باشد و در برابر بارگذاری دينامیکی اعمالی دچار کمانش نشود و توزيع تنش در اجزاء مختلف آن به گونه ای باشد که تنش های دينامیکی ايجاد شده در محدوده مجاز باشند.