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第1章　概述1

1.1 手机结构设计的工作内容1

1.1.1　规划阶段的工作1

1.1.2　设计阶段的工作2

1.1.3　验证阶段的工作3

1.1.4　技术转移的工作4

1.2　手机的分类4

1.2.1　按用户群分类4

1.2.2　按技术类型分类5

1.2.3　按结构特征分类6

1.2.4　特殊用途手机8

1.2.5　手机的发展趋势8

第2章　手机设计流程和产品规划10

2.1 设计流程10

2.1.1　设计流程的作用10

2.1.2　设计流程的要素11

2.1.3　设计流程的管理12

2.1.4　一个设计流程实例12

2.2　产品规划15

2.2.1　用户需求15

2.2.2　可行性分析16

2.2.3　产品规格17

2.2.4　一款手机产品的规格实例19

第3章　手机通用件和结构件材料22

3.1 通用件22

3.1.1　接插件22

3.1.2 专用器件25

3.1.3 紧固件28

3.2 自制结构件材料28

3.2.1 外壳材料28

3.2.2　表面装饰材料30

3.2.3　印制板材料31

第4章　手机造型设计33

4.1　造型设计基础33

4.1.1　造型设计的基本原理33

4.1.2　造型与心理需求34

4.1.3　颜色和色标35

4.1.4　视觉和触觉37

4.1.5　照度和亮度39

4.1.6　造型与成本的平衡40

4.2　设计案例和分析41

4.2.1　一款翻盖手机的造型41

4.2.2　一款超薄滑盖手机的造型42

4.2.3 一款直板手机的造型43

4.2.4　造型设计工作输出44

4.3　造型设计软件选择44

4.3.1　效果图设计软件44

4.3.2　三维实体设计软件45

4.4　造型设计评价47

4.4.1　美学符合度47

4.4.2　人机工程学符合度48

4.4.3　外观质地和制造精度48

4.4.4　可制造性48

第5章　手机整机结构设计49

5.1　结构设计基础49

5.1.1　尺寸和公差49

5.1.2　重量和力54

5.1.3 刚度和强度56

5.2　装配图设计58

5.2.1　准备工作59

5.2.2　装配图设计要点60

5.2.3　装配图的修改方法62

5.2.4　装配图设计实例62

5.3　印制板组件结构设计66

5.3.1 印制板选用66

5.3.2 印制板组件单元划分67

5.3.3　接插件的选择和布局67

5.3.4　印制板拼板图68

5.3.5　FPCB的设计70

5.4　按键组件设计71

5.4.1　机械按键的设计71

5.4.2　触摸屏按键简介73

第6章　手机零部件典型结构设计75

6.1 卡扣连接75

6.1.1 几个重要材料参数76

6.1.2　悬臂卡扣的计算公式77

6.1.3 悬臂卡扣的计算实例80

6.1.4　手机卡扣设计实例80

6.2　自攻螺钉连接81

6.2.1 自攻螺钉的种类和特点81

6.2.2 自攻螺钉连接设计83

6.2.3 自攻螺钉连接强度85

6.3 其他常用结构87

6.3.1 翻盖手机的铰链结构87

6.3.2　手机振动功能的设计89

6.3.3　扬声器的结构设计89

6.3.4　塑料零件结构设计要素和实例91

6.3.5　铝、镁、钛合金零件结构设计要素94

第7章　手机结构有限元分析基础96

7.1　手机结构有限元分析概述96

7.1.1　有限元分析的必要性96

7.1.2　有限元分析现况98

7.2　手机结构有限元分析软件的选择99

7.2.1　有限元分析的前后处理软件99

7.2.2　有限元分析的求解软件100

7.3　手机结构有限元分析的内容102

7.3.1　有限元分析的依据102

7.3.2　有限元分析软件可解决的问题102

7.4　结构有限元分析在手机设计中的应用103

7.4.1 在手机设计流程中的应用103

7.4.2 实例简介104

第8章　手机结构有限元分析实例107

8.1　手机自由跌落有限元分析107

8.1.1 自由跌落有限元分析依据108

8.1.2　前处理过程108

8.1.3　有限元分析113

8.1.4　后处理过程114

8.2　手机冲击有限元分析118

8.2.1 冲击有限元分析依据118

8.2.2　有限元模拟手机冲击试验的方法118

8.2.3　手机冲击有限元分析实例119

第9章　手机电磁兼容性和热设计122

9.1　手机的电磁兼容性设计122

9.1.1 手机EMC/ESD标准122

9.1.2　接地设计125

9.1.3　屏蔽设计125

9.1.4　ESD防护设计125

9.2　手机热设计126

9.2.1 热设计的关键参数126

9.2.2　热设计的流程128

9.2.3　手机热设计实例129

第10章　手机结构件制造技术132

10.1　手机样机制作132

10.1.1　数控加工132

10.1.2　立体光刻133

10.1.3　选择性激光烧结133

10.1.4　小批量快速成型134

10.1.5　样机制作成本134

10.2　模具制造135

10.2.1　模具种类135

10.2.2　模具工艺要点137

10.2.3　模具制造的流程和时间139

10.2.4　模具制造成本140

10.3　表面装饰工艺140

10.3.1 涂覆140

10.3.2　真空镀膜和电镀141

10.3.3　模内装饰注塑141

10.3.4　按键表面处理142

10.3.5　拉丝工艺143

10.3.6　不导电真空镀膜143

第11章　手机结构测试145

11.1 材料的简易识别145

11.1.1 塑料的简易识别145

11.1.2　不锈钢和不锈铁的简易识别147

11.1.3　铝合金、镁合金和钛合金的简易识别148

11.2　材料成分的分析148

11.2.1 材料成分的光谱分析149

11.2.2　材料成分的化学分析152

11.2.3　光谱和化学分析的优缺点比较152

11.3　尺寸测量153

11.3.1 测量仪器和工具153

11.3.2　零件尺寸测量157

11.3.3　样机装配和检查表158

11.3.4　关键装配尺寸测量160

11.4　可靠性测试161

11.4.1　环境试验161

11.4.2　机械应力试验164

附录1 手机自由跌落有限元分析k文件166

附录2　手机冲击模拟分析的inp文件175

参考文献181

表2-1 手机结构设计流程13

表2-2 一款手机产品的结构规格19

表3-1 手机常用接插件24

表3-2 手机中与结构相关的专用器件26

表3-3 各类手机常用外壳材料28

表3-4 手机所用环氧树脂玻璃布覆铜箔层压板（刚性板）的最低性能要求32

表4-1 手持式产品可视字符的大小38

表4-2 人对颜色的感觉38

表4-3 电子产品颜色的一些特定使用情况38

表4-4 在不同温度时物体表面给人的感觉39

表4-5 环境温度为10℃时不同材质给人的感觉39

表4-6 实际情况下的照度和光强示例40

表5-1 尺寸和参照物49

表5-2 基本尺寸标准公差表50

表5-3 尺寸精度与加工方法和应用50

表5-4 表面粗糙度（Ra）与加工方法和应用51

表5-5 常见材料的密度54

表5-6 常见物体的重量和参照物55

表5-7 不同状态下常人的施力值55

表5-8 直径为10mm的孔和轴装配力与配合间隙（配合长度20mm）56

表5-9 一款直板手机的零件明细表65

表6-1 拜耳公司几种塑料的正割模数（Es）76

表6-2 常用塑料瞬时许用应变（εpm）77

表6-3 塑料摩擦系数（μ）77

表6-4 悬臂的许用挠度、挠曲力的计算公式78

表6-5 GB 5280—2002的自攻螺钉螺纹（部分）82

表6-6 自攻螺钉螺纹底孔推荐值84

表6-7 自攻螺钉的旋合长度和支柱外径84

表6-8 压电扬声器推荐安装预留空间高度的参考数据91

表6-9 手机前、后壳的材料和壁厚91

表6-10 塑料件结构要素设计92

表6-11 铝、镁、钛合金零件上的孔径与孔深度94

表6-12 式（6-6）中C值的选取95

表9-1 传导杂散骚扰限值（专用模式）123

表9-2 传导杂散骚扰限值（空闲模式）123

表9-3 传导连续杂散骚扰限值（DC输入／输出接口）123

表9-4　DC电源端口瞬态传导骚扰限值124

表9-5 辐射杂散骚扰限值（专用模式）124

表9-6 辐射杂散骚扰限值（空闲模式）124

表9-7 辐射连续骚扰限值（30MHz～1GHz）124

表9-8 辐射连续骚扰限值（1～6GHz）124

表9-9 散热方式的选择127

表9-10 常见材料的导热系数128

表10-1 模具制造的主要流程和时间139

表10-2 一套手机模具的制造成本139

表11-1 塑料的简易识别方法146

表11-2 不锈钢和不锈铁的识别方法148

表11-3 镁合金、钛合金和铝合金的简易识别方法148

表11-4 手持式光谱分析仪（XL2t-700）技术规格149

表11-5 台式光谱仪（M2500型）技术规格151

表11-6 光谱分析和化学分析的优缺点比较153

表11-7 一款三维坐标测量仪的规格154

表11-8 几款三维扫描影像仪的规格155

表11-9 一款便携式粗糙度测量仪的规格156

表11-10　手机样机装配结构检查表（checklist）158

表11-11 温度冲击试验机的规格162

表11-12　振动试验加速度谱密度（ASD）162

表11-13 一款振动试验机的规格163

表11-14　盐雾试验条件163