老李聊一聊电子机械结构的轻量化设计

电子机械结构的轻量化设计

产品轻量化设计，已经成为一个永恒的话题。从最早的航空航天、建筑、汽车行业到现在越来越多的产品，轻量化作为产品设计越来越受到重视。轻量化带来的好处主要节能、回收再利用等。

CRH1动车组

在参与庞巴迪机车电气柜设计讨论时，“过度设计”、“整体减重“成为了关键词。其核心目的显而易见，通过减重提高运力与节约能耗。

电气柜

 电子机械结构的减重方式

减重的的方式大致可分为以下两种：

1. 科学设计：利用信息化技术进行结构的有限元分析与仿真分析，合理化结构形状与装配形式，精确到控制材料使用。

有限元分析

2. 材料替换：根据产品结构，位置，功能，在满足相应要求的情况下，选择最适合的材料。

铝型材插箱

电子机械结构的常用材料

电子机械结构常用材料：钢制（不锈钢、碳钢），铝制，镁合金，复合材料（碳纤维）、塑料（尼龙、ABS、PET、PC等）。

【】我们可以看到汽车大灯由早先的玻璃换成了现在的PC材质。

【】结构上空心板替代实心板。

【】路虎的一些车型已经采用全铝车身，塑料引擎盖，塑料尾门已经在宝马i3车型上得到应用。

【】材料密度越低重量越轻，很多钢件已经被铝件所替代，作为电子机械结构，壳体也越来有多采用铝合金材料加工。铝材可以被塑料或复合材料所替代，（如导热塑料的出现，让我们看到LED路灯灯头已经出现塑料材质，在之前由于散热需要，通常都是用铸铝材质）。

【】碳纳米管优异的导热性能与塑料做出的散热器，可替代原来的铜制或铝制散热器。

【】一些铝制材料可以使用塑料来替代，导电、屏蔽抗干扰可以通过电镀来解决。

【】随着碳纤维，碳纳米越发成熟以及成本越来越低，在轻量化方面也成为越来越多工程师所选择的材料。

碳纤维管

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