科技的快速发展往往伴随着电气系统的高集成化、小型化、高功率化的发展趋势,作为系统设计部分之一的热设计对设备稳定高效工作起着举足轻重的作用。以石墨材料和金属复合得到的均温板结构较纯金属均温板的传热和力学性能都有所提升,尤其是用金属材料对石墨进行封装得到的三明治结构的传热性能有更大的提升。本文以该结构均温板为研究对象,提出一种用于测量其等效导热系数的方法并进行了验证,结合实际工况对均温板的传热和力学性能进行了强化,得到了热、力综合性能优异的均温板结构。首先,本文基于稳态法和傅里叶导热定律进行实验设计及数据处理,设计了实验板件并构建一维传热模型,自主搭建以恒定壁温为散热边界的实验系统,并通过实验分析了不同隔热结构对实验结果的影响。其次,使用6063铝合金、铜材料对自搭建的实验系统进行误差验证,与DRL-V导热系数测试仪的测量结果相比,误差为3.25%和3.57%。结合实验仿真得到石墨均温板的等效导热系数为970 W/（m·K）,在误差范围内,由理论计算和仪器测量得到热解石墨的横纵导热系数为1687.9 W/（m·K）和7.33 W/（m·K）,结合串并联热阻公式得到石墨均温板的横纵导热系数为972.2 W/（m·K）和11.9W/（m·K）,与仿真结果相同。单独研究测量条件对热解石墨均温板导热系数的影响,发现热源功率变化对其产生的影响较小,而随散热边界温度的升高,其呈现出较为明显的降低趋势。不同芯层材料的均温板同时在多种条件下测量的结果同样表明,散热边界温度的变化会对结果造成较大的影响。最后,本文提出了一种对于金属封装结构的石墨均温板的传热和力学强化方案。石墨纵向导热性能差,在高发热元件处添加金属导热柱进行强化,均温性能较原结构提高了5%。经力学仿真对结构的薄弱点添加柱体结构,并分析前后均温性能的变化。经迭代设计,均温板结构的模态固有频率都有所提高,同时提高了抗振能力。随机振动分析结果表明,强化后的结构在纵向的形变降幅达33.6%,最大应力降低19.4%,且应力分布更均匀。谐响应分析结果表明强化后的结构在固有频率下产生的应力和形变响应峰值大小较原来有明显减小,共振峰向高频段移动,避免了在低频段发生共振的可能。改进的结构在传热和力学性能上均得到了提升,对该类均温板结构的强化设计提供了可行的方案。