手機是如今人們生活的必須產品，幾乎在大街小巷中都可以看到人人一部手機，而且手機內部結構復雜，堪稱一部微型電腦，其更輕更薄更大屏的發展趨勢，需對手機的內部空間進一步壓縮，這對其設計提出了嚴峻的考驗。各主流手機品牌廠商均已引入CAE仿真，并將CAE仿真結果作為產品設計中必要的設計依據，CAE仿真作為產品設計中重要的環節已從產品“事后驗證”逐漸發展到“CAE引領、指導設計”。

智能手機朝大屏和超薄方向發展的同時,手機整體的扭轉強度顯著降低,極易導致手機受外力作用出現扭轉變形、角部起翹等現象。元王依托十余年的CAE技術背景和工程經驗，運用有限元分析方法，協助手機廠商在手機設計階段對手機的扭轉強度進行評估，及時發現設計缺陷并進行優化設計，有效解決大屏超薄手機的扭轉變形問題。以下為元王為某手機企業進行的整機扭轉分析案例。

分析背景：

手機整機扭轉，手機兩端夾持15mm，扭矩2000N.mm。

工況

失效準則

部件	失效準則	失效判據值	單位
LCM	LE	3300	微應變
TP	LE	9000	微應變
IC	LE	1550	微應變
前殼塑膠	PEEQ	0.01141	\
塑膠電池蓋	PEEQ	0.405	\
天線支架	PEEQ	0.53	\
EMN器件	PCB板應變	2000	微應變
芯片焊錫（焊球）	焊錫四角PCB板應變	2000	微應變
芯片焊錫（焊盤）	焊錫四角PCB板應變	5000	微應變

順時針扭轉分析結果

1、加載2000N.mm扭矩卸載后整機殘余變形0.0182281弧度（1.044°）

2、殼體塑性應變云圖

前殼塑膠件最大等效塑性應變0.0106，小于材料PC+30GF%的最大斷裂延伸率0.01141，失效風險低。

后殼最大等效塑性應變0.354，小于材料PC的最大斷裂延伸率0.405，失效風險低。

鋁電池蓋最大等效塑性應變3.02e-3，小于材料Al6063的最大斷裂延伸率0.095，結構無風險。

前殼金屬件最大等效塑性應變0.012，小于材料Al-ADC12的最大斷裂延伸率0.01236結構無風險。

音腔支架最大等效塑性應變0.083，小于材料PC-DX1135的最大斷裂延伸率0.53，失效風險低，上圖灰色區域為塑性變形區域。

天線支架最大等效塑性應變0.0，無塑性變形。

3、芯片焊錫四角處主板應變云圖

建議增加MIC膠套，增加局部剛度，降低MIC附近主板變形

逆時針扭轉分析結果

1、加載2000N.MM扭矩卸載后整機殘余變形0.0169397弧度（0.97°）

2、殼體塑性應變云圖

前殼塑膠件最大等效塑性應變0.0106，小于材料PC+30GF%的最大斷裂延伸率0.01141，失效風險低。

后殼最大等效塑性應變0.256，小于材料PC的最大斷裂延伸率0.405，失效風險低。

鋁電池蓋最大等效塑性應變3.8e-3，小于材料Al6063的最大斷裂延伸率0.095，結構無風險。

前殼金屬件最大等效塑性應變0.0119，小于材料Al-ADC12的最大斷裂延伸率0.01236結構無風險。

音腔支架最大等效塑性應變0.223，小于材料PC-DX1135的最大斷裂延伸率0.53，失效風險低，上圖灰色區域為塑性變形區域。

天線支架最大等效塑性應變0.0，無塑性變形。

3、芯片焊錫四角處主板應變云圖

建議增加MIC膠套，增加局部剛度，降低MIC附近主板變形

結果匯總

芯片焊錫四角處主板最大主應變，紅色區域為高風險，超過了2000的失效判據值。

部件	焊錫類型	順時針旋轉	逆時針旋轉
最大主應變 e-6	最大主應變 e-6
CPU	焊球	333.0	381.0
Memory	焊球	257.9	254.5
PMI	焊球	258.4	294.6
PMU	焊球	188.0	178.6
RF_PA2	焊盤	443.4	682.4
RF_PA1	焊盤	114.4	399.4
Transcevier	焊球	224.7	153.0
Wifi	焊球	199.3	308.5
Flash_led	焊盤	393.2	450.4
Light_Sensor	焊盤	314.7	383.4
Red_Led焊盤	焊盤	153.0	381.5
Mic_Main	焊盤	2232	3014
Mic_Sub焊盤	焊盤	155.7	168.2

優化建議

建議增加MIC膠套，增加局部剛度，降低MIC附近主板變形

隨著智能手機迭代速度的加快，越來越多手機企業采用CAE仿真技術來優化產品，CAE仿真對手機行業在提高可靠性、降低產品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。