包含智能手机、平板电脑和智能手表等在内的多种紧凑型电子设备,其设计往往偏向于大尺寸屏幕及整体轻薄化。由于设备内部器件的精密装配,导致对内部结构要求越来越高。对于紧凑型电子设备在日常运输和使用过程中易发生跌落、碰撞和内部设备运行过热等情况带来的可靠性和质量方面上的问题,良好的内部支撑结构设计能够最大程度上减少此类问题的发生。传统意义上的先基于人工经验给出初始设计再进行优化的方法渐渐难以满足市场上产品的优化设计。目前国内外对优化设计的研究内容主要是拓扑优化及衍生式设计等新兴理念。该类方法实现的前提均需要给定设计范围（即设计域）,拓扑优化通常是对规则形状设计域内填充的材料进行优化,衍生式设计的设计域往往是由参与设计问题定义的实体而限制的。对于紧凑型电子设备的设计域而言,由于设备内部存在复杂的器件堆叠及空间约束关系,设计域通常呈不规则形状,且难以计算并用在优化设计的方法上。对于上述问题,本文提出一种紧凑型电子设备支撑壳体复杂设计域的计算方法。针对紧凑型电子设备的结构特点进行分析,结合曲面造型及体素模型理论,对电子设备内部复杂器件进行简化从而便于计算设计域,之后利用衍生式设计技术在该设计域内进行结构设计。本文主要内容如下:（1）提出了面向紧凑型电子设备壳体的包络曲面的计算方法。针对紧凑型电子设备支撑壳体下的三维设计域的计算问题,本文提出支撑壳体的“包络曲面”概念。首先,对原电子设备支撑壳体上存在的内凹特征进行分析,此类特征在实际工程中通常是由产品装配等情况而设计的,其所占的空间通常不能用于结构设计;然后,根据其在支撑壳体上形成的孔洞特点进行分类;在此基础上,基于曲面拼接及曲面填充技术提出一种支撑壳体包络曲面提取的方法,从而能够准确计算紧凑型电子设备的设计域。（2）提出了堆叠组件的可控外接空间的计算方法。针对紧凑型电子设备中复杂堆叠组件有效体积空间的难计算问题,开展了简化堆叠组件中由于复杂装配关系导致复杂的几何形状的研究。首先,给出了堆叠组件可控外接空间的定义,详细分析堆叠组件中不能作为结构设计的设计空间范围;然后,针对堆叠组件模型中复杂装配关系导致的复杂几何形状的问题,提出堆叠组件可控外接空间的计算方法。该方法利用八叉树生长及体素化模型的理论方法,引入八叉树节点生长的边界条件,并且设置参数调整体素大小来得到堆叠组件的外接空间,用于设计域的计算。（3）面向紧凑型电子设备的设计域计算及其支撑结构优化设计的应用案例。首先,研究紧凑型电子设备的结构特点并分析其用于结构设计的设计范围,根据以上提出的方法得到支撑壳体的包络曲面和堆叠组件的外接空间,能够定义紧凑型电子设备设计域的边界;之后,定义电子设备内部用于衍生式设计的设计空间,设置空间约束、载荷、材料和制造方法等约束条件,得到多种符合需求的设计方案,然后,对设计方案进行分析对比,选择合适的设计模型再与电子设备原堆叠组件和电池等器件进行装配,最后通过分析观察验证本文方法的可行性。