手(shou)機耳機插座結構保護的優化設計
手機等電子產品在使用或攜帶過程中跌落至地面或不慎撞擊到堅硬物體上的意外時有發生，跌落或撞擊引起的機械沖擊可能引起耳機插座損(sun)壞。因此(ci)本文(wen)根據手機(ji)(ji)(ji)在帶耳機(ji)(ji)(ji)跌落試(shi)驗中出(chu)現的(de)實(shi)(shi)際失效問題，利(li)用HyperMesh和Abaqus軟件對手機(ji)(ji)(ji)跌落進(jin)行仿真(zhen)計算，分(fen)析了(le)該手機(ji)(ji)(ji)在帶耳機(ji)(ji)(ji)跌落過程中耳機(ji)(ji)(ji)插座的(de)受(shou)力情(qing)況(kuang)，找(zhao)到導致(zhi)失效的(de)根本原因；進(jin)行方案對比，并通(tong)過實(shi)(shi)物跌落試(shi)驗進(jin)一(yi)步驗證該仿真(zhen)分(fen)析的(de)準確(que)性，為后續類似設計提供依據。
一(yi)、耳機插座跌落試驗
為了驗證耳機(ji)插(cha)座的結構可靠性，需要對手(shou)機(ji)進行帶耳機(ji)跌落(luo)試驗。
器(qi)材(cai)：手機(ji)3臺、耳機(ji)線 3條、大理(li)石地面、跌(die)落測(ce)試機(ji)。
跌(die)落高度：根據(ju)國家電工電子產品的環境試驗(yan)有關(guan)標準規定，跌(die)落高度最(zui)高為1米。出于安全性考(kao)慮(lv)，這里選用(yong)1.5米。
測試(shi)方法：手機插入耳機線后(hou)(hou)用跌落(luo)測試(shi)機將其以(yi)耳機插座端垂直向(xiang)下(xia)的姿勢在特定高度(du)后(hou)(hou)釋放，使之自由下(xia)落(luo)到地面，每臺手機跌落(luo)3次。
檢(jian)驗(yan)標準(zhun)：手機(ji)每跌落(luo)1次檢(jian)查一次外(wai)觀及功(gong)能是否(fou)有異常(chang)。樣機(ji)完成(cheng)3次跌落(luo)后(hou)，再進行拆機(ji)檢(jian)查。檢(jian)查內容包括(kuo)：1）耳(er)(er)機(ji)插(cha)座本體是否(fou)存在(zai)開(kai)裂(lie)及斷裂(lie)現(xian)象(xiang)；2）主板是否(fou)有碰傷；3）耳(er)(er)機(ji)插(cha)孔是否(fou)存在(zai)開(kai)裂(lie)及斷裂(lie)現(xian)象(xiang)。
接(jie)收(shou)標準(zhun)：如果3臺樣機耳機插(cha)(cha)座功(gong)能正(zheng)常、插(cha)(cha)座及插(cha)(cha)孔出現(xian)輕微開裂可以接(jie)受(shou)；如果3臺樣品中有1臺出現(xian)耳機插(cha)(cha)座無功(gong)能或插(cha)(cha)座塑膠件(jian)出現(xian)嚴重的開裂，那么判定(ding)為不(bu)合(he)格。
二、仿真試(shi)驗
從(cong)仿真(zhen)試驗可(ke)知跌(die)(die)落(luo)過(guo)(guo)程中耳機(ji)(ji)插(cha)(cha)(cha)頭先(xian)與(yu)地(di)(di)面(mian)(mian)接觸，受到地(di)(di)面(mian)(mian)的(de)作用力手(shou)機(ji)(ji)跌(die)(die)落(luo)方向(xiang)發生(sheng)偏轉(zhuan)，耳機(ji)(ji)插(cha)(cha)(cha)頭帶動插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)本(ben)體(ti)往電池蓋(gai)方向(xiang)翹(qiao)起(qi)。電池蓋(gai)側結(jie)構無(wu)法抵抗插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)的(de)變形(xing)，翹(qiao)起(qi)程度(du)逐步增(zeng)大(da)，耳機(ji)(ji)插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)塑膠件(jian)受力增(zeng)大(da)。當(dang)插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)本(ben)體(ti)應力值超過(guo)(guo)材料的(de)屈(qu)服極限時，插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)本(ben)體(ti)發生(sheng)塑性(xing)變形(xing)。隨(sui)著翹(qiao)起(qi)程度(du)的(de)增(zeng)大(da)，插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)本(ben)體(ti)塑性(xing)變形(xing)也(ye)達到最大(da)值，此時耳機(ji)(ji)插(cha)(cha)(cha)座(zuo)(zuo)本(ben)體(ti)與(yu)PCB板發生(sheng)最大(da)的(de)相(xiang)對位(wei)移(yi)如圖5所示。而后手(shou)機(ji)(ji)開(kai)始從(cong)地(di)(di)面(mian)(mian)反彈(dan)，變形(xing)又開(kai)始減小。
三、總結
試驗(yan)(yan)證明(ming)，加(jia)強耳機(ji)插座周邊的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)保護對(dui)耳機(ji)插座耐撞性(xing)很(hen)重要(yao)。上述建立(li)的(de)(de)(de)有限元模(mo)型(xing)，基本(ben)(ben)定位耳機(ji)插座失效的(de)(de)(de)跌落角度，應用有限元分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)方(fang)法分(fen)(fen)析試驗(yan)(yan)中出現(xian)失效問題的(de)(de)(de)根(gen)本(ben)(ben)原因，驗(yan)(yan)證了試驗(yan)(yan)與仿(fang)真的(de)(de)(de)一致性(xing)，提出了多種(zhong)改善方(fang)案(an)。根(gen)據(ju)對(dui)比(bi)結(jie)果選擇最優方(fang)案(an)加(jia)以試驗(yan)(yan)驗(yan)(yan)證，能有效降低改模(mo)及(ji)試驗(yan)(yan)成本(ben)(ben)，提高項(xiang)目開發效率，尤(you)其在對(dui)手(shou)機(ji)厚度有嚴格要(yao)求的(de)(de)(de)條件下(xia)，對(dui)后續機(ji)型(xing)的(de)(de)(de)耳機(ji)插座附近結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)設計有很(hen)好的(de)(de)(de)借鑒作用。
