电子机械工程导论
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前言
Foreword

伴随着电子装备技术的发展,电子机械科学与技术取得了长足进步,其在我国高端电子装备设计与制造的发展与演进历程中,做出了重要贡献,发挥着不可替代的作用。

电子机械工程(Electromechanical Engineering)与机电一体化(Mechatronics)有着很深的渊源与联系。电子机械工程主要研究电子与信息系统中机械结构设计与制造的问题,其目的是保障电性能的实现与提高。这一保障作用,经历了被动、半主动与主动三个主要阶段。

20世纪80年代以前,属于被动阶段。电子机械工程主要研究保障电子装备正常工作的防护问题,集中在三个方面。一是防冲击、振动。研究各种被动的减振、隔振技术,因为电子装备比一般机械装备,对振动与冲击的限定更为严格,故该研究有其特殊性。二是散热技术。研究各种散热技术,基本上是被动的,多属于通风散热。三是电磁兼容(EMC)技术。因为那时的工作频段与集成度不高,电磁屏蔽问题虽然有,但矛盾不是很尖锐,所以解决办法也多是被动的。

20世纪80年代末至21世纪初,随着电子装备的发展,工作频段逐渐高起来,部件集成度趋高,服役环境恶劣,对上述三方面技术的要求变得高起来,于是,保障作用由被动向半主动方向发展。

进入21世纪,电子装备呈现出高频段、高增益,高密度、宽频带、高功率、小型化,快响应、高精度的发展趋势,对电子装备的防护技术提出了前所未有的挑战,自然对电子机械工程提出了更高的要求。这导致以前的被动、半主动的防护技术已很难奏效,迫切需要主动防护技术。与之相伴的,出现了新的理论、方法与技术,如机电耦合理论,包括多场耦合理论模型的建立、非线性机械结构因素对电性能影响机理、机电集成设计、综合设计平台等。

可以预见,随着高性能、高精度电子装备向着极高频段、极高功率、极端服役环境的方向进一步发展,机械结构在整个电子装备研制中的作用将越发重要、关键,其不仅是电子装备电性能实现的载体和保障,而且往往制约着电性能的实现与提高。与之相伴的,对电子机械工程的人才培养也提出了前所未有的新期望,要求从业人员不仅需熟知机械结构、热等知识,还必须熟知电子与电磁方面的知识,方可胜任工作。可见,电子机械工程任重而道远。

本书是作者过去多年科研工作的体会与总结。本书第1、2、7、8章由段宝岩执笔,第4章由邵晓东执笔,第3、5、6章由邵晓东与段宝岩共同执笔。

因水平所限,本书难免存在不妥甚至错误的地方,敬请指正。

作者

2024年4月