达索系统高科技解决方案之一 | SIMULIA 助力折叠屏手机创新设计

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序言：柔性屏时代即将到来

在手机市场激烈竞争的今天，折叠屏手机作为增长最快的细分市场，是手机厂家的兵家必争之地，比如华为发布了Mate X折叠屏手机系列，三星发布的Flip Z 和 Fold 系列，以及Moto发布了RAZR系列。折叠屏手机以其特有的优势正迎来新的历史性机遇，开启新的增长周期。

图1：不同厂家折叠屏手机示意图

折叠屏手机在满足大屏的同时占用空间少、方便携带、而且柔性屏应用可拓展至可穿戴设备、车载显示屏等场景，未来将拥有极大的市场规模。但柔性屏/折叠屏的设计同时也会带来折叠疲劳寿命、散热、铰链设计等问题，利用达索系统SIMULIA一体化解决方案，可对手机折叠疲劳寿命、5G天线、散热、无线充电、触摸屏、跌落等进行仿真分析，预研和开发一些新结构、新工艺，并通过多参数权衡分析找到最佳的技术方案，实现缩短研发、制造、交付的周期的目的。

折叠屏手机面临的典型技术挑战及解决方案

2.1

折叠屏疲劳寿命

折叠屏幕的疲劳寿命和折痕是影响折叠屏手机的使用和推广的关键因素。折叠屏手机在经过多次使用后，会出现屏幕外层贴膜翻起、脱落，同时出现屏幕竖线、黑屏等显示故障，折叠部分有明显的折痕和损坏（如图2所示）。

图2：不同厂家折叠屏手机折痕示意图

通过SIMULIA Abaqus 可以模拟折叠屏的应力和疲劳寿命，并结合Isight进行不同层的组合优化选型，达到快速选型设计，进而节省开发周期和成本。

图3：多层薄膜叠层组合优化

2.2

手机铰链

对于折叠屏手机铰链的设计，有3个主要技术难点：一是当两个平面叠在一起弯折，由于两个平面的弯曲半径不一样，导致叠在下面的平面会“变长”；二是屏幕在折叠的过程中会遇到变形的难题，需要保证不管在展开态还是折叠态下，都保持平整；三是一些方便好用、性价比比较高的折叠方案已被其它手机厂家注册了专利，后来者必须要尝试各种可能的方案，迭代多次设计，以突破专利壁垒。

图4：不同厂家折叠屏手机铰链设计

通过Simpack 和 Abaqus快速验证新型铰链方案，指导迭代设计，以突破专利壁垒。铰链的设计应使其保证较小的折叠半径，展开时则完全拉伸柔性屏幕，以此来减少折痕。比如华为Mate X独家专利设计的转轴，在手机折叠与展开的过程中，能够自主根据折叠的角度，自动伸缩，从而保证整部手机的平整状态。