网格加筋壳由于具有较高的强度和刚度效率,常被作为重型运载火箭的承载结构。目前在运载火箭中使用的网架加筋壳材料主要为金属合金,为了防止在火箭发射升空过程中加筋壳被烧蚀或热屈曲失效,通常在加筋壳的外表面粘贴一层泡沫陶瓷。金属合金和泡沫陶瓷物理属性相差较大,在高温环境下两者之间的界面处存在着较大的应力集中,往往会造成界面产生裂缝或脱层,引发严重后果。本文将功能梯度材料（Functionally Gradient Materials,FGM）热障涂层作为网格加筋壳蒙皮的一部分,模拟研究FGM加筋壳在均匀和线性温度场中的稳定性承载性能。本文采用等效刚度法（Smeared Stiffener Method,SSM）和精细模型两种方法,分析了在均匀和线性稳态温度场中含FGM热障涂层加筋壳的整体稳定性。在SSM法中,基于均匀化原理将加强筋组成的网格结构等效成整体刚度性能相当且与加强筋同高的连续板,采用分层法将含FGM热障涂层的蒙皮简化为横观各向同性层合板,将蒙皮与加强筋的刚度矩阵叠加,并调整中性层的位置,采用非线性几何方程、本构方程和稳定性方程等推导出含FGM热障涂层的加筋壳在热环境下的临界屈曲荷载。在精细模型中,采用壳单元建立加筋壳的数值模型,分别采用线性屈曲和非线性屈曲的两种方法求解加筋壳的整体临界屈曲荷载和压溃荷载。引入一阶特征值屈曲和单点凹陷两种缺陷模态,计算了非完美加筋壳的极限荷载,获得了缺陷敏感性曲线,分析了缺陷幅值对加筋壳承载能力的影响。本文采用遗传算法进行了加筋壳的结构优化,获得了基于最大临界屈曲荷载和最小重量的单目标和多目标优化结果。本文的研究结果表明:蒙皮全部使用FGM的加筋壳较不使用FGM的纯金属加筋壳的整体临界屈曲荷载提高了104.86%,对于均匀温升和线性温升两种状态,蒙皮全部使用FGM的加筋壳的承载性能相对于纯金属加筋壳都有较大的提升,FGM加筋壳的最大临界屈曲荷载和最小重量单目标优化的结果也证明了这一结论。可以预见含FGM加筋壳将有巨大的应用前景。