本書較系統(tǒng)地回顧了電子機械工程的發(fā)展歷程與代際演進，梳理了電子機械與常規(guī)機械的異同點，闡述了電子機械工程的主要內(nèi)涵、基本原理、方法與應(yīng)用，涉及機電耦合基礎(chǔ)、機電耦合設(shè)計、機電集成制造、機電耦合測試與評價、電子裝備綜合設(shè)計軟件平臺、典型應(yīng)用與未來發(fā)展趨勢等。
段寶巖，中國工程院院士，長期從事電子機械工程的教學與科研工作，發(fā)表論文400余篇，國際會議邀請報告10余次，著書6部，授權(quán)發(fā)明專利40余項。以第一完成人獲國家科技進步一等獎1項、二等獎3項，入選2009年度科學中國人，2012年獲何梁何利科技成果獎，2017年獲中科院杰出科技成就獎與中國好設(shè)計金獎，2018年獲亞洲結(jié)構(gòu)與多學科優(yōu)化終身成就獎。曾被授予全國"五一”勞動獎?wù)拢?003）、全國勞動模范（2005）、全國師德先進個人（2004）、全國留學回國人員成就獎（2003）、全國優(yōu)秀科技工作者（2011）等稱號。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 電子機械工程發(fā)展歷程 1
1.1.1 電子機械工程與電子裝備 1
1.1.2 電子機械一甲子 3
1.1.3 電子裝備機械結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題 5
1.2 電子機械工程科學與技術(shù)問題 7
1.2.1 機電耦合理論與技術(shù) 7
1.2.2 電子裝備的環(huán)境（熱、沖擊、EMC）適應(yīng)性與可靠性 8
1.2.3 電氣互聯(lián)與智能制造技術(shù) 8
1.2.4 特種電子裝備 9
1.2.5 電子裝備機電耦合設(shè)計 10
1.2.6 電子裝備的測試與評價方法 11
1.3 電子機械工程發(fā)展趨勢 11
第2章 機電耦合基礎(chǔ) 14
2.1 概述 14
2.2 電磁場、結(jié)構(gòu)位移場、溫度場描述方程 15
2.2.1 電磁場 15
2.2.2 結(jié)構(gòu)位移場 16
2.2.3 溫度場 16
2.3 多物理場耦合問題數(shù)學模型建立思路 17
2.4 幾種典型電子裝備場耦合理論模型 19
2.4.1 反射面天線 19
2.4.2 平板裂縫天線 22
2.4.3 有源相控陣天線 23
2.4.4 高密度機箱機柜 34
2.5 非線性機械結(jié)構(gòu)因素對電性能的影響 36
2.5.1 平板裂縫天線 36
2.5.2 有源相控陣天線 48
2.6 非線性機械結(jié)構(gòu)因素對天線伺服系統(tǒng)性能影響 51
2.6.1 間隙對伺服系統(tǒng)性能的影響 51
2.6.2 摩擦對伺服系統(tǒng)性能的影響 54
2.6.3 伺服實驗臺的研制與實驗驗證 56
第3章 機電耦合設(shè)計 59
3.1 概述 59
3.2 多學科分析方法 60
3.2.1 基本分析方法 60
3.2.2 多場間信息傳遞的準確性與完備性 62
3.2.3 多物理場網(wǎng)格匹配 63
3.2.4 機電兩場之間的網(wǎng)格轉(zhuǎn)換與信息傳遞 65
3.2.5 機電熱三場之間的網(wǎng)格轉(zhuǎn)換與信息傳遞 66
3.3 基于機電耦合技術(shù)的多學科設(shè)計優(yōu)化 67
3.3.1 多學科設(shè)計優(yōu)化問題 67
3.3.2 多學科設(shè)計優(yōu)化的基本策略 68
3.3.3 多學科設(shè)計優(yōu)化模型的建立 70
3.3.4 多學科設(shè)計優(yōu)化的求解策略與方法 73
3.3.5 基于統(tǒng)一設(shè)計向量的多物理場耦合問題優(yōu)化設(shè)計 74
第4章 機電集成制造 76
4.1 概述 76
4.2 基于3S的微系統(tǒng)制造技術(shù) 77
4.2.1 SoC、SiP、SoP的特點 78
4.2.2 基于3S的5G天線與射頻前端制造技術(shù) 80
4.2.3 SiP技術(shù)在無線功率傳輸發(fā)射天線中的應(yīng)用 81
4.3 微波器件3D打印技術(shù) 83
4.3.1 微波器件3D打印的典型應(yīng)用 84
4.3.2 基于3D打印的低溫共燒陶瓷制造技術(shù) 87
4.4 電氣互聯(lián)技術(shù) 89
4.4.1 表面貼裝技術(shù) 90
4.4.2 三維互聯(lián)技術(shù) 95
第5章 機電耦合測試與評價 100
5.1 概述 100
5.2 測試技術(shù) 101
5.2.1 測試因素耦合度 101
5.2.2 典型案例機電耦合測試技術(shù) 104
5.2.3 典型案例機電耦合綜合測試 112
5.3 評價方法 114
5.3.1 基于耦合理論模型和影響機理的正確性驗證 114
5.3.2 基于耦合理論模型與影響機理的成效評價 118
5.3.3 典型案例機電耦合綜合評價 120
第6章 電子裝備綜合設(shè)計軟件平臺 127
6.1 概述 127
6.2 機電熱三場耦合分析分系統(tǒng) 130
6.2.1 基本思路與框架 130
6.2.2 場耦合分析交互界面 132
6.2.3 數(shù)據(jù)交換接口 132
6.2.4 綜合軟件分系統(tǒng) 133
6.3 結(jié)構(gòu)因素對電性能影響機理分系統(tǒng) 136
6.3.1 基本思路與框架 136
6.3.2 天饋系統(tǒng)影響機理分系統(tǒng) 137
6.3.3 伺服系統(tǒng)影響機理分系統(tǒng) 137
6.4 機電耦合綜合測試與評價分系統(tǒng) 140
6.4.1 基本思路與框架 140
6.4.2 工作流程 141
6.4.3 數(shù)據(jù)庫 141
6.4.4 綜合測評分系統(tǒng) 144
第7章 典型工程應(yīng)用案例 150
7.1 概述 150
7.2 中國天眼FAST 500m球面射電望遠鏡天線 150
7.2.1 背景知識 150
7.2.2 應(yīng)用情況 151
7.3 深空探測66m反射面天線 152
7.3.1 背景知識 152
7.3.2 應(yīng)用情況 153
7.4 機載高密度機箱 153
7.4.1 背景知識 153
7.4.2 應(yīng)用情況 155
第8章 挑戰(zhàn)與展望 156
8.1 概述 156
8.2 極端頻率 156
8.2.1 極高頻率 156
8.2.2 極低頻率 157
8.3 極端環(huán)境 157
8.3.1 空間極端環(huán)境 157
8.3.2 深海極端環(huán)境 157
8.3.3 南極極端環(huán)境 158
8.4 極端功率 158
8.4.1 微波高功率傳輸 158
8.4.2 高功率電子戰(zhàn) 159
參考文獻 160
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