电子设备结构总体设计
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Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｈｏｃｋ，ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｄｅ－ ｓｉｇｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ
Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＰ３９１
总 第 ２３２ 期 ２０１３ 年 第 １０ 期
舰船电子工程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１０ １２８
电子设备结构总体设计＊
王 连 坡１ 刘 林２ （１．中 国 电 子 科 技 集 团 公 司 第 二 十 八 研 究 所 南 京 ２１０００７）（２．９１２０２ 部 队 司 令 部 葫 芦 岛 １２５００４）
＝ －λＡｘｔ 式中： 为热流量，Ｗ；λ 为导热 系 数，Ｗ／（ｍ·℃）；Ａ 为 导 热 方向上的截面积，ｍ２；ｘｔ为ｘ 方向上的温度变化率，℃／ｍ。 ４．２．２ 热 对 流
对流是指流体各部分之间发生相对位移时所引起的热 量传递过程。对流换热可用牛顿冷却公式计算：
＝ｈｃＡ（ｔｗ －ｔｆ） 式中： 为热流量，Ｗ；ｈｃ为对流换热系数，Ｗ／（ｍ·℃）；Ａ 为 对流 换 热 面 积 ，ｍ２；ｔｗ 为 热 表 面 温 度 ，℃；ｔｆ 为 冷 却 流 体 温 度 ，℃ 。 ４．２．３ 热 辐 射
结构总体设计的思想和方法是随着科技进步而不断发 展的。２０世纪 ８０ 年 代 以 来，随 着 现 代 计 算 机 技 术 的 快 速 发展以及 ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ 软 件［１］的 广 泛 应 用 ，机 械 加 工 设 备 及 加 工 手 段 的 发 展 ，结 构 总 体 设 计 产 生 了 飞 跃 。
摘 要 针 对 电 子 设 备 的 结 构 设 计 工 作 ，提 出 了 结 构 总 体 工 作 的 重 要 性 ，分 析 了 结 构 总 体 设 计 工 作 的 主 要 流 程 。 从 设 计 技 术 出 发 ，着 重 介 绍 结 构 总 体 设 计 过 程 中 的 关 键 技 术 ：抗 振 动 、冲 击 设 计 、热 设 计 、电 磁 兼 容 性 设 计 等 。 最 后 介 绍 一 些 常 用 的 结 构 设 计 分 析 软 件 。
１ 引 言
２０世纪中叶 以 来，无 线 电 电 子 技 术 得 到 迅 速 发 展 ，电 子设备的结构设计开始引起世界各国的关注。随着电子技 术适用范围的推广，设备的功能、体积、重 量、运 转 可 靠 性 以 及对各种环境的适应性等诸多问题被纳入结构设计范畴。
设备是一个系统 或 一 个 功 能 集 的 载 体，设 备 的 形 成 就 需要依附于结构总体设计。结构总体设计是以机械设计为 基 础 ，针 对 设 计 要 求 进 行 的 多 目 标 、多 方 案 的 优 化 设 计 。
电 子 设 备 抗 振 动 、冲 击 设 计 一 般 采 取 如 下 两 种 措 施 ： １）加固设计。 确 定 并 加 固 电 子 设 备 结 构 上 的 薄 弱 环 节，提高设备固有频率，使其允许冲击应力 和 疲 劳 极 限 高 于 其实际响应值。 ２）采取隔振 缓 冲 系 统。 对 电 子 设 备 整 机 进 行 隔 振 缓 冲设计，使外部激励通过隔振缓冲系统减 弱 后，传 递 给 设 备 的实际作用力小于设备的允许值。 电子设备的抗振动、冲击设计虽然难 度 较 大，但 只 要 根 据设备所处的机械 环 境，有 针 对 性 的 去 分 析、研 究，并 尝 试 新的设计方法、新技术、新材料（工程塑 料、碳 纤 维 等）、新 工 艺，结合已有的成熟理论 和 设 计 经 验，通 过 ＡＮＳＹＳ 等 软 件 分 析 验 证 ，就 可 以 提 高 设 备 的 抗 振 动 、冲 击 性 能 。 ４．２ 热 设 计 热量从高温区传 递 到 低 温 区 通 常 有 以 下 三 种 形 式：热 传导、对流和辐 射［２］。 热 设 计 主 要 利 用 上 述 的 三 种 方 式 的 一种或几种方式进行。 ４．２．１ 热 传 导 气体导热是分子 不 规 则 运 动 的 结 果，固 体 导 热 靠 自 由 电子的运动完成，对 于 液 体 主 要 是 由 于 弹 性 波 的 作 用。 热 传 导 遵 循 傅 立 叶 定 律 ，其 计 算 公 式 为
１）设备在某一激振频率下 产 生 振 幅 很 大 的 共 振，最 终 因振动加速度超过设 备 所 能 承 受 的 极 限 加 速 度 而 损 坏；或 者由于冲击所产生的冲击力超过设备的强度极限而使设备 损坏。
２）振动加速 度 或 冲 击 引 起 的 应 力 虽 远 低 于 材 料 的 静 载荷下的强度，但由于长时间振动或多次 冲 击 使 材 料 疲 劳， 从而导致设备损坏。
４ 结 构 总 体 设 计 的 关 键 技 术
电子设备是一项 复 杂 的 系 统 工 程，在 电 子 设 备 结 构 设
计中主要包含了抗振动冲击设计、热设计、电 磁 兼 容 性 设 计 等关键技术。 ４．１ 抗 振 动 冲 击 设 计
电子设备在运输和使用过程中会受到各种机械力的干 扰，这些机械力的 形 式 包 括：振 动、冲 击、离 心 力、机 构 运 动 所产生的摩擦力等，其 中 危 害 最 大 的 是 振 动 和 冲 击。 它 们 造成的危害主要有以下两种：
早期的电子设备结构总体设计大多属于概念性和经验 性设计，内容简单，分 析 和 验 证 手 段 复 杂 单 一，设 计 结 果 与
Biblioteka Baidu
＊ 收稿日期：２０１３年４月３日，修回日期：２０１３年５月２９日 作 者 简 介 ：王 连 坡 ，男 ，工 程 师 ，研 究 方 向 ：电 子 设 备 结 构 总 体 设 计 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ｆｌｏｗ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅ－ ｓｉｇｎ．Ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｓｏｍｅ ｖａｌｉｄ ｄｅｓｉｇｎ（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｈｏｃｋ ｄｅｓｉｇｎ、ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ、ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ）ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｏｆｆｅｒｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｓｏｍｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ．
关 键 词 结 构 设 计 ；电 子 设 备 ；振 动 、冲 击 ；热 设 计 ；电 磁 兼 容 ；机 械 设 计 软 件 中图分类号 ＴＰ３９１ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７２－９７３０．２０１３．１０．０４６
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
整机组装设计也称总体设计。根据产品的技术条件和 使用的环境条件，对整机的组装进行系统 构 思，并 对 各 分 系 统和功能性单元提出设计要求和规划。 ３．２ 结 构 尺 寸 设 计
在满足用户要求 的 前 提 下，根 据 内 部 电 子 元 器 件 和 各 种装置所需的空间来 确 定 设 备 的 基 本 尺 寸，尺 寸 系 列 尽 可 能的按照国 家 通 用 标 准 和 定 型 尺 寸 ，并 考 虑 模 块 化、组 合 化、系列化解决安装的互换性。在使用英 制 尺 寸 标 准 时，注 意公制和英制尺寸的标准对照和互换。 ３．３ 刚 度 和 强 度 设 计
恶劣的气候条件会引起电子设备中金属和非金属材料 发生腐蚀、老化、霉 烂、性 能 显 著 下 降 等 各 种 损 坏。 结 构 设 计时应根据设备所处环境条件的性质、影 响 因 素 的 种 类、作 用强度的大小来确定 相 应 的 防 护 措 施 或 防 护 结 构，选 择 耐 腐 蚀 材 料 ，研 究 新 的 抗 腐 蚀 方 法 。
２０１３ 年 第 １０ 期
舰船电子工程
１２９
分析结果往往有很 大 的 差 异。 随 着 科 技 的 进 步，尤 其 是 计 算机的迅速发展，当 代 电 子 设 备 结 构 总 体 设 计 的 内 容 越 来 越丰富，设计周期短，可靠性高，验证方式 简 单 灵 活，可 大 大 减低整个项目的设计成本。
２ 结 构 总 体 设 计 流 程
２．１ 结 构 总 体 设 计 电子设备结构总体设计的主要依据是根据产品的技术
条件和用户要求，对整个设备的组装进行 系 统 构 思，实 现 各 个功能，满足产品 的 使 用 环 境。 电 子 设 备 的 结 构 总 体 设 计 与普通产品的结构设计是一致的，依次是 概 念 设 计、结 构 初 步设计、结构详细设计、样机试制、样机定 型 和 批 生 产 准 备。 结构总体设计主要过程如图１所示。
３ 结 构 总 体 设 计 内 容
结 构 设 计 范 围 设 计 力 学 、机 械 学 、材 料 学 、热 学 、化 学 、光 学、声学、工程心理 学、环 境 科 学 等 多 门 学 习，包 含 着 相 当 广 泛的技术内容，它已 经 形 成 了 一 门 边 缘 学 科，是 多 门 基 础 学 科的综合应用。电子设备的结构设计大致包括以下内容。 ３．１ 整 机 组 装 结 构 设 计
根据产品的负荷大小、抗振动冲击要 求 来 进 行 刚、强 度 设计验证，使其能经 受 得 住 正 常 使 用 可 能 出 现 的 物 理 和 化 学作用的影响，必 要 时 还 应 该 进 行 试 验 验 证。 在 进 行 刚 度 和强度设计时要考虑 结 构 件 的 连 接 方 式，是 铣 削 加 工 成 形 还是采用拼装或者焊 接 方 式 等，有 时 还 应 采 取 防 松 的 保 护 措施。同时，还要考虑结构件的结构形式，通 过 增 加 钣 金 件 的 折 弯 或 肋 、筋 来 增 加 结 构 件 的 刚 强 度 等 。 ３．４ 防 护 设 计
图 １ 结 构 设 计 组 成 图 ２．２ 结 构 总 体 设 计 的 地 位
电子设备结构功能复杂，使用环境特 殊，结 构 总 体 设 计 的重要性要大于结构详细设计。结构总体设计决定结构详 细设计的难度，对整个结构设计产生重 要 影 响。 当 然，不 能 强调了结构总体设计 的 重 要 性 就 轻 视 了 结 构 详 细 设 计，两 者是相辅相成的。没有单个零部件结构设计的可靠性就没 有整体结构设计的可靠性。电子设备结构设计应从实际结 构 出 发 ，由 虚 到 实 ，由 概 念 到 实 体 ，由 整 体 到 局 部 。 ２．３ 结 构 总 体 设 计 流 程
物体以电磁波形式传递能量的过程称为热辐射。热辐 射是辐射能和热能的 相 互 转 换 过 程，物 体 的 辐 射 可 用 斯 蒂 芬－波尔兹曼定律表示：
ＷＡＮＧ Ｌｉａｎｐｏ１ ＬＩＵ Ｌｉｎ２ （１．Ｔｈｅ ２８ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００７）
（２．Ｈｅａｄｑｕｃｒｔｅｒｓ，Ｎｏ．９１２０２Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ，Ｈｕｌｕｄａｏ １２５００４）
当代电子设备结构总体设计流程包括了概念设计和结 构初步设计的主要内 容，以 实 现 设 备 满 足 使 用 环 境 和 系 统 电气性能的要求。电子设备结构总体设计过程是实现多项 技术指标的多目标多 系 列 优 化 设 计 的 过 程，设 计 流 程 如 图 ２所示。
图 ２ 结 构 设 计 流 程 图
Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＰ３９１
总 第 ２３２ 期 ２０１３ 年 第 １０ 期
舰船电子工程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１０ １２８
电子设备结构总体设计＊
王 连 坡１ 刘 林２ （１．中 国 电 子 科 技 集 团 公 司 第 二 十 八 研 究 所 南 京 ２１０００７）（２．９１２０２ 部 队 司 令 部 葫 芦 岛 １２５００４）
＝ －λＡｘｔ 式中： 为热流量，Ｗ；λ 为导热 系 数，Ｗ／（ｍ·℃）；Ａ 为 导 热 方向上的截面积，ｍ２；ｘｔ为ｘ 方向上的温度变化率，℃／ｍ。 ４．２．２ 热 对 流
对流是指流体各部分之间发生相对位移时所引起的热 量传递过程。对流换热可用牛顿冷却公式计算：
＝ｈｃＡ（ｔｗ －ｔｆ） 式中： 为热流量，Ｗ；ｈｃ为对流换热系数，Ｗ／（ｍ·℃）；Ａ 为 对流 换 热 面 积 ，ｍ２；ｔｗ 为 热 表 面 温 度 ，℃；ｔｆ 为 冷 却 流 体 温 度 ，℃ 。 ４．２．３ 热 辐 射
结构总体设计的思想和方法是随着科技进步而不断发 展的。２０世纪 ８０ 年 代 以 来，随 着 现 代 计 算 机 技 术 的 快 速 发展以及 ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ 软 件［１］的 广 泛 应 用 ，机 械 加 工 设 备 及 加 工 手 段 的 发 展 ，结 构 总 体 设 计 产 生 了 飞 跃 。
摘 要 针 对 电 子 设 备 的 结 构 设 计 工 作 ，提 出 了 结 构 总 体 工 作 的 重 要 性 ，分 析 了 结 构 总 体 设 计 工 作 的 主 要 流 程 。 从 设 计 技 术 出 发 ，着 重 介 绍 结 构 总 体 设 计 过 程 中 的 关 键 技 术 ：抗 振 动 、冲 击 设 计 、热 设 计 、电 磁 兼 容 性 设 计 等 。 最 后 介 绍 一 些 常 用 的 结 构 设 计 分 析 软 件 。
１ 引 言
２０世纪中叶 以 来，无 线 电 电 子 技 术 得 到 迅 速 发 展 ，电 子设备的结构设计开始引起世界各国的关注。随着电子技 术适用范围的推广，设备的功能、体积、重 量、运 转 可 靠 性 以 及对各种环境的适应性等诸多问题被纳入结构设计范畴。
设备是一个系统 或 一 个 功 能 集 的 载 体，设 备 的 形 成 就 需要依附于结构总体设计。结构总体设计是以机械设计为 基 础 ，针 对 设 计 要 求 进 行 的 多 目 标 、多 方 案 的 优 化 设 计 。
电 子 设 备 抗 振 动 、冲 击 设 计 一 般 采 取 如 下 两 种 措 施 ： １）加固设计。 确 定 并 加 固 电 子 设 备 结 构 上 的 薄 弱 环 节，提高设备固有频率，使其允许冲击应力 和 疲 劳 极 限 高 于 其实际响应值。 ２）采取隔振 缓 冲 系 统。 对 电 子 设 备 整 机 进 行 隔 振 缓 冲设计，使外部激励通过隔振缓冲系统减 弱 后，传 递 给 设 备 的实际作用力小于设备的允许值。 电子设备的抗振动、冲击设计虽然难 度 较 大，但 只 要 根 据设备所处的机械 环 境，有 针 对 性 的 去 分 析、研 究，并 尝 试 新的设计方法、新技术、新材料（工程塑 料、碳 纤 维 等）、新 工 艺，结合已有的成熟理论 和 设 计 经 验，通 过 ＡＮＳＹＳ 等 软 件 分 析 验 证 ，就 可 以 提 高 设 备 的 抗 振 动 、冲 击 性 能 。 ４．２ 热 设 计 热量从高温区传 递 到 低 温 区 通 常 有 以 下 三 种 形 式：热 传导、对流和辐 射［２］。 热 设 计 主 要 利 用 上 述 的 三 种 方 式 的 一种或几种方式进行。 ４．２．１ 热 传 导 气体导热是分子 不 规 则 运 动 的 结 果，固 体 导 热 靠 自 由 电子的运动完成，对 于 液 体 主 要 是 由 于 弹 性 波 的 作 用。 热 传 导 遵 循 傅 立 叶 定 律 ，其 计 算 公 式 为
１）设备在某一激振频率下 产 生 振 幅 很 大 的 共 振，最 终 因振动加速度超过设 备 所 能 承 受 的 极 限 加 速 度 而 损 坏；或 者由于冲击所产生的冲击力超过设备的强度极限而使设备 损坏。
２）振动加速 度 或 冲 击 引 起 的 应 力 虽 远 低 于 材 料 的 静 载荷下的强度，但由于长时间振动或多次 冲 击 使 材 料 疲 劳， 从而导致设备损坏。
４ 结 构 总 体 设 计 的 关 键 技 术
电子设备是一项 复 杂 的 系 统 工 程，在 电 子 设 备 结 构 设
计中主要包含了抗振动冲击设计、热设计、电 磁 兼 容 性 设 计 等关键技术。 ４．１ 抗 振 动 冲 击 设 计
电子设备在运输和使用过程中会受到各种机械力的干 扰，这些机械力的 形 式 包 括：振 动、冲 击、离 心 力、机 构 运 动 所产生的摩擦力等，其 中 危 害 最 大 的 是 振 动 和 冲 击。 它 们 造成的危害主要有以下两种：
早期的电子设备结构总体设计大多属于概念性和经验 性设计，内容简单，分 析 和 验 证 手 段 复 杂 单 一，设 计 结 果 与
Biblioteka Baidu
＊ 收稿日期：２０１３年４月３日，修回日期：２０１３年５月２９日 作 者 简 介 ：王 连 坡 ，男 ，工 程 师 ，研 究 方 向 ：电 子 设 备 结 构 总 体 设 计 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ｆｌｏｗ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅ－ ｓｉｇｎ．Ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｓｏｍｅ ｖａｌｉｄ ｄｅｓｉｇｎ（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｈｏｃｋ ｄｅｓｉｇｎ、ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ、ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ）ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｏｆｆｅｒｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｓｏｍｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ．
关 键 词 结 构 设 计 ；电 子 设 备 ；振 动 、冲 击 ；热 设 计 ；电 磁 兼 容 ；机 械 设 计 软 件 中图分类号 ＴＰ３９１ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７２－９７３０．２０１３．１０．０４６
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
整机组装设计也称总体设计。根据产品的技术条件和 使用的环境条件，对整机的组装进行系统 构 思，并 对 各 分 系 统和功能性单元提出设计要求和规划。 ３．２ 结 构 尺 寸 设 计
在满足用户要求 的 前 提 下，根 据 内 部 电 子 元 器 件 和 各 种装置所需的空间来 确 定 设 备 的 基 本 尺 寸，尺 寸 系 列 尽 可 能的按照国 家 通 用 标 准 和 定 型 尺 寸 ，并 考 虑 模 块 化、组 合 化、系列化解决安装的互换性。在使用英 制 尺 寸 标 准 时，注 意公制和英制尺寸的标准对照和互换。 ３．３ 刚 度 和 强 度 设 计
恶劣的气候条件会引起电子设备中金属和非金属材料 发生腐蚀、老化、霉 烂、性 能 显 著 下 降 等 各 种 损 坏。 结 构 设 计时应根据设备所处环境条件的性质、影 响 因 素 的 种 类、作 用强度的大小来确定 相 应 的 防 护 措 施 或 防 护 结 构，选 择 耐 腐 蚀 材 料 ，研 究 新 的 抗 腐 蚀 方 法 。
２０１３ 年 第 １０ 期
舰船电子工程
１２９
分析结果往往有很 大 的 差 异。 随 着 科 技 的 进 步，尤 其 是 计 算机的迅速发展，当 代 电 子 设 备 结 构 总 体 设 计 的 内 容 越 来 越丰富，设计周期短，可靠性高，验证方式 简 单 灵 活，可 大 大 减低整个项目的设计成本。
２ 结 构 总 体 设 计 流 程
２．１ 结 构 总 体 设 计 电子设备结构总体设计的主要依据是根据产品的技术
条件和用户要求，对整个设备的组装进行 系 统 构 思，实 现 各 个功能，满足产品 的 使 用 环 境。 电 子 设 备 的 结 构 总 体 设 计 与普通产品的结构设计是一致的，依次是 概 念 设 计、结 构 初 步设计、结构详细设计、样机试制、样机定 型 和 批 生 产 准 备。 结构总体设计主要过程如图１所示。
３ 结 构 总 体 设 计 内 容
结 构 设 计 范 围 设 计 力 学 、机 械 学 、材 料 学 、热 学 、化 学 、光 学、声学、工程心理 学、环 境 科 学 等 多 门 学 习，包 含 着 相 当 广 泛的技术内容，它已 经 形 成 了 一 门 边 缘 学 科，是 多 门 基 础 学 科的综合应用。电子设备的结构设计大致包括以下内容。 ３．１ 整 机 组 装 结 构 设 计
根据产品的负荷大小、抗振动冲击要 求 来 进 行 刚、强 度 设计验证，使其能经 受 得 住 正 常 使 用 可 能 出 现 的 物 理 和 化 学作用的影响，必 要 时 还 应 该 进 行 试 验 验 证。 在 进 行 刚 度 和强度设计时要考虑 结 构 件 的 连 接 方 式，是 铣 削 加 工 成 形 还是采用拼装或者焊 接 方 式 等，有 时 还 应 采 取 防 松 的 保 护 措施。同时，还要考虑结构件的结构形式，通 过 增 加 钣 金 件 的 折 弯 或 肋 、筋 来 增 加 结 构 件 的 刚 强 度 等 。 ３．４ 防 护 设 计
图 １ 结 构 设 计 组 成 图 ２．２ 结 构 总 体 设 计 的 地 位
电子设备结构功能复杂，使用环境特 殊，结 构 总 体 设 计 的重要性要大于结构详细设计。结构总体设计决定结构详 细设计的难度，对整个结构设计产生重 要 影 响。 当 然，不 能 强调了结构总体设计 的 重 要 性 就 轻 视 了 结 构 详 细 设 计，两 者是相辅相成的。没有单个零部件结构设计的可靠性就没 有整体结构设计的可靠性。电子设备结构设计应从实际结 构 出 发 ，由 虚 到 实 ，由 概 念 到 实 体 ，由 整 体 到 局 部 。 ２．３ 结 构 总 体 设 计 流 程
物体以电磁波形式传递能量的过程称为热辐射。热辐 射是辐射能和热能的 相 互 转 换 过 程，物 体 的 辐 射 可 用 斯 蒂 芬－波尔兹曼定律表示：
ＷＡＮＧ Ｌｉａｎｐｏ１ ＬＩＵ Ｌｉｎ２ （１．Ｔｈｅ ２８ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００７）
（２．Ｈｅａｄｑｕｃｒｔｅｒｓ，Ｎｏ．９１２０２Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ，Ｈｕｌｕｄａｏ １２５００４）
当代电子设备结构总体设计流程包括了概念设计和结 构初步设计的主要内 容，以 实 现 设 备 满 足 使 用 环 境 和 系 统 电气性能的要求。电子设备结构总体设计过程是实现多项 技术指标的多目标多 系 列 优 化 设 计 的 过 程，设 计 流 程 如 图 ２所示。
图 ２ 结 构 设 计 流 程 图