string hole(挂绳孔)

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string hole(挂绳孔)

1.        功能描述
挂绳孔基本作用就是：为方便手机挂绳顺利穿过，使手机与挂绳连为一体，便于使用者携带手机的外观结构通孔。

2. 具体内容
（一）设计原则：A, 外观：挂绳孔应该不能影响整个机型的外观，在保证结构方面的需求的前提下，尽可能做到与整体外观风格协调一致；
                B, 位置：综合考虑结构空间，整个机型的重心位置，悬挂后机型的倾斜角，悬挂时不能摩擦和干涉到外置天线以及位置的隐蔽性，寻找挂绳孔的最佳位置；
                  C, 强度与韧性：I, 挂绳横梁有足够的强度与韧性，防止跌落试验时，挂绳横梁破裂；
II,有足够的强度，保证在加速度冲量作用下，挂绳横梁不断裂；
                D, 模具滑块（斜销）的制造性以及分型的位置：一般设计为母模滑块与母模镶件互相靠破而成，故，要充分考虑分模面毛边（影响外观，刮手）以及靠破之位置等；
（二）基本设计要点参考
     1），尺寸设计要点：
      
   

A)        挂绳孔尺寸：要适中，一般能让绳子顺利穿过以及使模具镶块和滑块有一定强度即可。如图1所示，L1参考设计尺寸为：L1=3.5~4.5mm,  L2参考设计尺寸为：L2=1.5~2.0mm。
B)        挂绳横梁尺寸：要确保横梁之强度。如图2所示，L3和L4参考设计尺寸为：L3=1.8~2.5mm,  L4=1.8~2.5mm。

  
   2），模具分型面及毛边分析：

     

A)        如图3所示，挂绳孔内部靠破处在红色面和绿蓝色面之交接线处（P.L）,此处应注意成型时毛边过大而影响穿绳。
B)        如图3所示，为防止外表面毛边大而刮手，建议在挂绳孔外周倒C角或者倒R角，一般为0.2x0.2C或者是R0.2~0.3 。

   3), 挂绳孔横梁强度校核及基本尺寸之优化：
A), 如图4所示，挂绳孔横梁受挂绳应力Q作用。横梁有拉伸，弯曲，剪切，挤压等变形。为简化分析，这里只对横梁进行拉伸，弯曲，剪切的简单受力核强度计算。
        纯剪切强度分析：如图4所示，设挂绳对横梁的作用力为均匀分布，合力为Q,        横梁高为 h,宽为b,假设横梁长L足够短，横梁刚度足够大，则在横梁长度方向（X方向）中间截面处产生纯剪切作用，其剪切强度公式为：
τ max=Q/(2*h*b)         ①
考虑到一般工程塑胶的拉伸屈服强度[δf]和其断裂屈服强度[τ]之对应关系，一般实验数据得出其关系式为：[τ]≈[δf]/2 ,对PC而言，其[δf]＝55～65Mpa,则其[τ]＝28MPa～33Mpa.
        弯曲剪切强度分析：如图4所示，对于矩形截面，在其中心截面产生的最大剪切强度公式为：
      τ max=Qh2/(8*IZ)              ②
           上式中IZ为最大剪切截面对其中心轴Z的静矩，对于矩形截面，IZ＝bh3/12 .代入②式得
             τ max=3Q/(2*b*h)              ③


B),  挂绳对横梁作用力Q大小的研究及说明：
        对于作用力Q的大小，其要求为 Q=20㎏, 即在Q=20㎏作用下，横梁不能出项严重塑性变形和断裂。此Q力大小的规定似乎有待商榷。
        这里，我们以手机正常的使用过程中，挂绳对横梁的作用力的大小做一个简单的计算：
假设手机在2m高的地点作自由落体运动，在接触地面前一瞬间由挂绳拉住，防止损坏手机，则由以下公式：
mv2/2=mgh ,得出 V=6.26 m/s  (其中V为自由落体落下到2m时，手机的瞬时速度，h=2m).
假设此时挂绳作用力使手机突然静止，则由以下公式得出：
m△V=F△t  ,若取△t＝0.02s,m=150g,则横梁在0.02s内受到的平均拉力
F=46.95N                  ④
C),  横梁强度的校核：
&#61548;        按纯剪切强度进行校核：由公式①可知：τmax=Q/(2*h*b)，取h=1.5mm.b=1.5mm,Q=20kg,则τ max=Q/(2*h*b)＝20*9.8/(2*1.5*1.5)=43.6Mpa<[τ]＝28MPa～33Mpa,故横梁会断。如取h=2mm,b=2mm,则τmax=Q/(2*h*b)＝24.5 Mpa>[τ]＝28MPa～33Mpa.故横梁比较安全。
&#61548;        按弯曲剪切强度进行校核：由公式③可知：τmax=3Q/(2*b*h) ，取b=2mm,h=2mm,Q=20Kg,则τ max=3Q/(2*b*h)＝130.8Mpa>>[τ]＝28MPa～33Mpa, 故横梁会断。若Q取④式之F=46.95N,则τ max=3Q/(2*b*h)＝17.6Mpa<[τ]＝28MPa～33Mpa.故横梁比较安全。
D),  结论：
取h=2mm,b=2mm,比较合理。经计算，当取h=2mm,b=2mm时，横梁在断裂临界状态所承受的最大挂绳拉力为: Fmax=Q=τ max *(2*b*h)/3=28*2*2*2/3=74.6N.
(7.6KG).

基本设计指导

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