手机结构设计

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 印制板拼版图 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

《手机结构设计》介绍了手机设计流程和产品规划、通用件和结构件材料的选择、造型设计、整机结构设计、零部件典型结构设计以及电磁兼容性与热设计，还特别介绍了手机结构有限元分析方法和实例。
《手机结构设计》的内容是作者多年经验的总结。随书的光盘中给出了几款手机造型图和结构图以及手机结构有限元分析的实例，可供读者参考。
《手机结构设计》理论与实际相结合，系统全面，实用性强，可作为手机结构设计、造型设计、结构工艺、项目管理等中高级技术人员的工作指导书；也可作为高等院校结构设计、机电一体化、结构工艺、工业设计等专业师生的参考书。《手机结构设计》介绍的很多设计知识和技能并不局限于手机结构，在做其他电子产品的结构设计时也有借鉴和参考价值。

深度剖析手机结构设计流程和产品规划
规划、设计、验证、转产和维护，各阶段环环相扣
配合有限元分析实例，提高“一次做对”的可能性
作者多年经验倾囊相授，讲述“做什么”和“怎么做”
《手机结构设计》光盘提高了部分手机造型图、结构图以及有线元分析实例，部分U3D结构图可三维观看，立体直观