鉸鏈的案例
鉸鏈測試：從技術突破到市場浪潮，測試技術護航折疊時代
該公司針對折疊屏鉸鏈的特性，設計了涵蓋往復折疊壽命、高低溫環境適應性、沙塵侵蝕抵抗性等多維度的測試項目，能夠精準模擬鉸鏈在各種極端工況下的使用狀態，通過高精度傳感器實時捕捉形變、應力、磨損等關鍵數據，為廠商優化鉸鏈設計、提升材料性能提供了科學依據，助力折疊屏鉸鏈技術向更高耐用性、更優用戶體驗邁進。
蘋果｜專利暗示新鉸鏈技術或用于折疊iPhone等設備
CINNO Research產業資訊，最近蘋果又授權了一項和鉸鏈技術相關的新專利。從專利內容看，蘋果公司正在研究的這種更為輕薄可靠的鉸鏈技術由一種復合材料制成，未來有可能用于折疊式iPhone、MacBook Pro和其他可穿戴設備等產品。
就蘋果公司自身而言，鉸鏈技術并不是其最關心的，不過這一方向也許應該是他們要非常關心的，它或許會帶來很多其他的東西。
實際上，蘋果在其PowerBook和MacBook Pro兩款產品的鉸鏈設計上就非常成功——用戶可以將顯示屏旋轉到設備底座的背面。另外，該公司最近還針對iPad推出了Magic Keyboard，該產品的鉸鏈設計也很不錯，既靈活又可靠。
這項公開于今年1 月份的專利，名稱為“一種具有復合纖維摩擦鉸鏈的電子設備”。從專利內容看，蘋果期望該鉸鏈技術可以用到其所有電子產品上。
“這種電子設備可以有很多個由鉸鏈結構相連的不同部分，”該專利介紹到，“不過，如果設計不好，這種鉸鏈結構可能會非常笨重、強度不高而且容易滑動。”
蘋果提出一種新的想法——“使用復合纖維結構”來“減少鉸鏈結構的體積并提高其性能。”
展開 柔性屏彎折試驗機如何推動UTG超薄玻璃和鉸鏈技術發展
而 UTG 超薄玻璃與鉸鏈技術，作為折疊屏實現的關鍵支撐，其性能優劣直接決定產品品質與用戶體驗。在這兩項核心技術的發展進程中，柔性屏彎折試驗機發揮著不可替代的重要推動作用。
一、UTG 超薄玻璃：柔性顯示的理想基材，性能挑戰亟待突破
UTG 超薄玻璃憑借高透光率、良好平整度與出色化學穩定性，成為柔性顯示蓋板材料的理想之選。其厚度通常在 30-150μm，在實現屏幕輕薄化的同時，保障了屏幕的清晰顯示效果。
然而，UTG 超薄玻璃要在折疊屏設備中穩定應用，面臨諸多性能考驗。一方面，需具備卓越的柔韌性，以承受頻繁折疊、彎折帶來的應力，確保在數萬次甚至數十萬次彎折后，不出現裂紋、破碎等失效現象。另一方面，要維持高抗劃傷性與抗沖擊性，在日常使用中，有效抵御外界物體刮擦、碰撞，保護屏幕顯示功能不受損。這對 UTG 超薄玻璃的材料配方、制造工藝以及強化處理技術，都提出了嚴苛要求 。
二、鉸鏈技術：決定折疊形態與可靠性的核心
鉸鏈作為折疊屏設備的 “關節”，直接決定屏幕的折疊形態、折疊角度與可靠性 。從 U 型鉸鏈到水滴形鉸鏈，再到更為復雜的多軸鉸鏈結構，每一次鉸鏈技術的革新，都推動折疊屏設備朝著更輕薄、折疊更順暢、屏幕折痕更淺的方向發展。
但鉸鏈設計與制造同樣困難重重。在保證結構強度，支撐屏幕頻繁開合的同時，要精準控制屏幕彎折過程中的應力分布，避免因應力集中導致 UTG 超薄玻璃破裂。而且，需兼顧鉸鏈的小型化、輕量化設計，適配現代電子產品輕薄便攜的發展趨勢。
三、柔性屏彎折試驗機：UTG 超薄玻璃與鉸鏈技術發展的幕后功臣
（一）模擬真實使用場景，驗證超薄玻璃彎折性能
柔性屏彎折試驗機能夠精準模擬 UTG 超薄玻璃在折疊屏設備實際使用中的彎折過程。
展開 專訪 | 揭秘折疊屏鉸鏈技術突破之關鍵！拓米助力折疊屏手機再升級
鉸鏈與蓋板技術是解決屏幕折痕問題的關鍵，也是折疊屏形態終端能否真正經受可靠性考驗的所在。
CINNO有幸聯系專注在精密電子領域的鉸鏈設計制造企業成都拓米電子裝備制造有限公司，與成都拓米集團副總裁、拓米研究院院長張宸浩博士和拓米集團下成都拓米電子裝備制造有限公司劉漢青總經理進行了一場深度的交流，了解了折疊屏核心機械部件鉸鏈的現狀與未來，還有折疊屏終端的發展前景。
成都拓米
轉軸鉸鏈設計難在哪？
鉸鏈等機械結構影響折疊屏手機的開合及折痕控制，而目前主流的折疊屏鉸鏈分為U型鉸鏈和水滴鉸鏈。作為行業的領先者，三星采用U型鉸鏈居多，華為和OPPO則是采用水滴鉸鏈。
三家廠商鉸鏈對比圖
從上圖可以明顯看出，水滴鉸鏈彎折半徑R更大，屏幕折疊時會更加自然。在同樣的蓋板材質下，折痕相對可以控制得比較淺，此外還能夠有效減少屏幕磨損，提高耐用性。
以2021年12月新近推出的OPPO Find N為例，其硬件方面的創新集中在柔性屏和鉸鏈工藝上。OPPO Find N采用的自研精工擬椎式鉸鏈由136個零部件組成，加工精度達到0.01mm，并擁有125項專利技術。精工擬椎式鉸鏈采用了水滴形的設計，在實現貼合的情況下，將屏幕更好收納。此外，OPPO Find N鉸鏈設計能夠實現多角度無級懸停，帶來了更好的使用體驗。
OPPO水滴鉸鏈
現階段轉軸鉸鏈的設計技術難點有不少，如開合長度差引起屏幕中部凸起、鉸鏈機構件在彎折時擠壓屏體、零部件機構復雜繁瑣、機身無法在展開時保持180°平整、設備開合操作不順暢、無法在特定角度使用設備等。
拓米研究院院長張宸浩博士認為，折痕問題是鉸鏈設計中最受關注的一個技術難題。折痕與鉸鏈形態的選定是有關系的，其決定了折痕的深淺。
展開 
如何選擇適合折疊電腦鉸鏈壽命測試的設備？
而在折疊電腦的諸多關鍵技術中，鉸鏈壽命無疑是影響產品可靠性和用戶體驗的重要因素。
鉸鏈壽命測試的重要性
折疊電腦的鉸鏈需要承受頻繁的開合動作，其壽命直接關系到產品的整體耐用性。如果鉸鏈壽命不足，可能會出現松動、卡頓、屏幕折痕加深等問題，影響用戶的使用體驗，甚至可能導致屏幕損壞等嚴重后果。因此，通過嚴格的壽命測試來評估和保證鉸鏈的質量和可靠性是至關重要的。
折疊屏相關測試設備需求：
1、鉸鏈測試：華為折疊電腦采用了先進的鉸鏈技術，如玄武水滴鉸鏈，這需要高精度的鉸鏈測試設備來確保其折疊壽命、開合手感、穩定性等指標符合要求。例如，需要測試鉸鏈在長期使用過程中的磨損情況、折疊角度的精度控制等，這將促使相關測試設備廠商開發更專業、更精準的鉸鏈測試儀器，如疲勞試驗機、扭矩測試儀等。
2、屏幕測試：華為折疊電腦 18 英寸的折疊屏具有高分辨率、高刷新率等特點，對屏幕的顯示效果、色彩準確性、亮度均勻性、觸摸靈敏度等方面的測試要求更高。測試設備行業需要研發能夠適應大尺寸折疊屏測試的儀器，如高精度的色彩分析儀、亮度計、觸摸壓力測試儀等，同時還需要開發針對折疊屏特殊性能的測試項目和設備，如折疊狀態下的屏幕顯示一致性測試、折痕檢測等。
產品型號：
高低溫濕彎曲測試系統WH-1711-4W
測試對象：柔性屏、FPC等柔性材料
3、可靠性和耐用性測試：由于折疊電腦的特殊結構和使用場景，其可靠性和耐用性面臨著更高的挑戰。除了常規的跌落測試、震動測試、防水防塵測試等，還需要針對折疊結構進行特殊的可靠性測試，如模擬日常折疊開合的循環測試、轉軸的耐久性測試等。這將促使測試設備行業開發更符合折疊電腦特點的可靠性測試設備和方法，為產品的質量保障提供支持。
展開 全車鉸鏈強度分析 ￥1
1 分析目的
2 使用軟件說明
3 前門鉸鏈
3.1 有限元模型建立
3.2 邊界條件
3.3 強度計算結果
3.4 分析結論
4 中門鉸鏈
4.1 有限元模型建立
4.2 邊界條件
4.3 強度計算結果
4.4 分析結論
5 后背門鉸鏈
5.1 有限元模型建立
5.2 邊界條件
5.3 強度計算結果
5.4 分析結論
1 分析目的
鉸鏈作為重要的安全件，用來確定車門與車身的相對位置，控制運動軌跡，保證車門的靈活開關。本次分析對象為前門、中門和后背門鉸鏈，以法規對各鉸鏈試驗標準為依據進行強度分析，得到在載荷作用下的應力變化，驗證鉸鏈設計的合理性。
2 使用軟件說明
本次分析采用 HYPERMESH 作前處理，LS-DYAN 求解。HYPERMESH 是世界領先的、功能強大的 CAE 應用軟件包，也是一個創新、開放的企業級 CAE 平臺，它集成了設計與分析所需的各種工具，具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面，與多種 CAD 和 CAE 軟件有良好的接口并具有高效的網格劃分功能；LS-DYNA 是一個以顯式為主，隱式為輔的通用非線性動力分析有限元程序，可以求解各種二維、三維非線性結構的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性問題。
3 前門鉸鏈
3.1 有限元模型建立
對車身設計部門提供的 QQ 白車身前門鉸鏈 CAD 模型進行有限單元離散，相對自身而言，鉸鏈的厚度較大，因此采用 TETRA 進行建模，共包含 TETRA 單元 197699 個。
展開 基于hyperworks+abaqus鉸鏈轉動強度分析 ￥10
鉸鏈在汽車中應用較為廣泛，如車門鉸鏈、機蓋鉸鏈等。本案例主要是介紹如何聯合hyperworks、abaqus軟件創建鉸鏈總成。鉸鏈創建的對與錯將直接影響計算分析的結果，尤其是在汽車車門過開分析、下垂分析等。
鉸鏈運動過程中應力分布云圖
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。本案例將持續完善與豐富！
展開 多孔柔性鉸鏈靜力學分析仿真APP
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</div><p>多孔柔性鉸鏈具有獨特的結構特點，其內部多孔的設計在保證一定柔性的同時，也使得應力分布變得復雜。在實際工作中，多孔柔性鉸鏈會受到來自多個方向和不同大小的力的作用。例如，當稱重傳感器承受外部載荷時，力會通過特定的機械結構傳遞到多孔柔性鉸鏈上，使其產生彎曲、扭轉以及拉伸等多種變形形式。這些變形不僅與外部載荷的大小和方向有關，還受到鉸鏈自身的材料特性、幾何形狀以及多孔結構的分布和尺寸等因素的影響。</p><p><br></p><p>多孔柔性鉸鏈靜力學分析APP 聚焦于對多孔鉸鏈工作過程的靜力學分析。在進行分析時，充分考慮了材料的各項力學參數，如密度、彈性模量和泊松比，這些參數精確地反映了材料在受力時的彈性和塑性變形特性，為后續準確計算應力和位移奠定了基礎。同時，對于鉸鏈的幾何形狀，包括整體的長寬高尺寸、厚度等都進行了詳細的建模和參數設置，確保能夠真實地模擬實際工作中的力學狀態。
展開 ANSYS workbench車門鉸鏈疲勞分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習車門鉸鏈的三維模型處理
2、學習車門鉸鏈靜結構分析步的建立
3、學習車門鉸鏈疲勞分析的載荷施加
4、學習車門鉸鏈疲勞分析的設置
5、學習平均應力修正的設置
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 車門鉸鏈疲勞分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
圓孔柔性鉸鏈有限元分析APP
因此，對柔性鉸鏈的機械性質以及其模型的精確了解對于設備的設計和目標導向至關重要。本案例對圓孔柔性鉸鏈的工作過程進行有限元分析，得到工作時鉸鏈薄壁處的應力場，實現實際尺寸下鉸鏈模型的快速建模和快速計算。在線計算：https://www.simapps.com/v/200368.html
基于自主可控通用仿真平臺Simdroid開發工業仿真APP，固化仿真知識，通過云端快速、便捷、低成本使用各類仿真APP。工業仿真APP商店 Simapps 已發布覆蓋電力、石化、海工、航空、汽車、電子電器、生物醫療等行業的工程APP，歡迎在線計算：https://www.simapps.com/v2/engineering-app
Simdroid是云道智造自主研發的通用多物理場仿真平臺，具備自主可控的隱式結構、顯式動力學、流體、熱、低頻電磁、高頻電磁、多體動力學等通用求解器，支持多物理場耦合仿真。在統一友好的環境中為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。同時，作為仿真PaaS平臺，其內置的APP開發器支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝參數化仿真模型及仿真流程，將仿真知識、專家經驗轉化為可復用的仿真APP。歡迎使用Simdroid通用仿真平臺定制開發行業專用軟件。 下載試用Simdroid：
https://www.simapps.com/v2/tool/simdroid
展開 開貼回答 @lpnihao這位同學有關于trans鉸鏈的問題
translational鉸鏈以下稱S鉸，Cylindrical鉸鏈以下稱C鉸
現對@lpnihao所提出問題如何建立S鉸的方法以及6個點的選擇開貼做下解釋。
根據手冊中的描述可知，S鉸的六個點分別為，1、2；3、4；5、6，其中1、2兩個節點是空間共位置的，也就是坐標值一樣，但是是兩個節點。3、4和5、6也是如此，根據手冊上對123456節點的定義可知，1、3、5在partA上，2、4、6在partB上。所以就需要用RB2單元或者用constrained extra nodes把這1、3、5節點連接到A上， 2、4、6節點連接到B上，所以我建立了第一個模型如下。
綠色為partA和紅色partB，都為剛性體，然后在單元節點上分別在復制出一個節點出來達到空間共位置的目的這樣就四個節點1、2、3、4了，最后在1、3兩個位置中間取一個點在復制它，這樣5、6就有了。做了一個小球沿著斜向速度飛過去撞擊AB兩個part，看看轉動副的運動情況。
有趣的情況出現了，AB是有相對轉動的，和手冊中所描述其不能有相對轉動不符，這是為什么呢？
這里有一點要注意，5、6兩個點不能建立在S鉸所在的中心線上。下面才是正確的建立方法。
5、6兩個點不能放在1234所在的直線上，結果如下。
S鉸成功建立，并且無相對轉動發生，那么好奇的同學可能又會問了，S鉸的5、6要是建立在1234的中心線上，那么這個鉸鏈的作用不是和C鉸一樣了嗎？是的，所以我又做了下面這個例子。
其結果為
兩者的運動趨勢是一樣的，所以要想讓S鉸發揮作用，5、6兩點要避開1234的直線。
展開 
LS-DYNA中的操作及設置（三）（力的輸出，重力載荷，鉸鏈剛度）
三、鉸鏈剛度（Joint stiffness）
一個回轉鉸鏈一般為沒有抵抗地自由轉動，但是*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_ (GENERALIZED, FLEXION-TORSION)這一關鍵字可以使其繞回轉軸產生抵抗力拒。若用戶使用關鍵字*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_GENERALIZED定義了鉸鏈剛度，那么JNTFORC 文件中將會記錄抵抗力拒，名字為psi-moment。在LS-Prepost中加載這一文件后，即可點擊JStifR按鈕來繪制相關曲線。
*CONSTRAINED_JOINT_<PLANAR>關鍵字中的JID選項可以用來定義JNTFORC 文件中的鉸鏈 ID，若用戶不定義該選項則程序自動為鉸鏈分配ID。在如下示例中，JID為1，JID一行下面的數據為和*CONSTRAINED_JOINT_PLANAR有關的約束自由度，與*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_ (GENERALIZED, FLEXION-TORSION)無關。
展開 Mater》采用連續纖維3D打印熱塑性復合材料制造飛機艙門鉸鏈
碳纖維/PEKK熱塑性3D打印復合材料艙門鉸鏈
瑞士9T Labs開發了一種包含 3 步制造工藝流程的增材融合技術 ( Additive Fusion Technology，AFT) ，并使用該技術制造了碳纖維/PEKK增強的3D打印直升機艙門鉸鏈。另外，與傳統連續復合材料增材制造不同的是，3D打印制成的預成型體需要進一步放入模具中熱壓成型，以消除孔隙，得到輕質高強的零件。由下圖可以看出，未經熱壓處理的3D打印結構孔隙率高于10%，熱壓處理后可小于1%。
這種集成的工藝鏈能夠批量生產纖維體積分數>60%、空隙率<1%~2%的零件，并且浪費最少，成本比金屬更低。AFT 能夠實現復雜、精細的細節以及非常精確的纖維路徑控制，實現更強的定制設計，達到優化承載能力、重量、制造速度和成本的目標。
加溫加壓前后的孔隙率對比
該項研究對空客EC135直升機艙門鉸鏈接頭進行了改進設計，原始方案為不銹鋼金屬結構，通過4個M8螺栓與飛機本體連接，該接頭承受的最大靜載荷為2.2kN。原金屬方案的承載能力為3kN。
金屬對照方案，不銹鋼零件，尺寸為 112 × 42 ×22.5mm
此前，瑞士和法國的一個聯合團隊采用短切碳纖維 (CF)/聚醚醚酮 (PEEK) 模壓工藝對該方案進行了設計，承載能力達到了4.2 kN。
短纖維增強復合材料模壓方案
當前9T Labs設計了3種連續碳纖維（CF）/聚醚酮酮 (PEKK) 3D打印方案，將單向帶劈分為1-2K 絲束與聚合物長絲一起打印。四個螺栓孔內加入了金屬襯套。
展開 基于Inspire的鉸鏈力臂（3D打印）優化
某機構鉸鏈力臂通過 4 個連接螺釘固定在基體上，懸臂受集中載荷，通過鉸鏈力臂傳力至基體結構,優化結構和傳力路徑，可以更高效的傳遞載荷和減輕結構重量。
1. 優化目標：限定材料體積，優化結構使其承受載荷最大；
2. 結構材料：材料密度為1.16每立方厘米，重量不高于46g；
3. 尺寸要求：圖中結構為初始參考結構，要求優化后的結構保證安裝接口、加載接口和圖中明確的尺寸，避開不可設計區域，其余均可自由設計；
4. 加載試驗：參賽作品通過 4 個HB1-202 M6x14 螺釘和 4 個HB1-521 6x10x0.8 平墊與固定工裝對接,選手需保證作品可以和固定工裝可靠連接。（接口不符合要求或連接不可靠的作品視為無效作品）。懸臂通過Φ6 通孔與加載工裝穿銷連接，加載方向豎直向下，直至結構破壞（裝配如圖 3）；
5. 空腔結構需預留排流出口，建議薄壁結構厚度不小于 0.5mm，若采用點陣結構，建議連桿直徑不小于 1mm。
展開 用MSC.Patran快速建立雙軸柔性鉸鏈六面體有限元模型
用MSC.Patran快速建立雙軸柔性鉸鏈六面體有限元模型
