一款筆記本屏幕的開合角度，取決于其自身的轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)軸，又稱合頁、鉸鏈等，它是屏幕和機(jī)身連接的橋梁，也是帶動屏幕開合翻轉(zhuǎn)的最關(guān)鍵部件。
轉(zhuǎn)軸的搭配和設(shè)計(jì)屬于非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，設(shè)計(jì)師需要考慮到筆記本背部的接口排列以及散熱出風(fēng)口的位置，還要避免頻繁或大力使用時可能出現(xiàn)的轉(zhuǎn)軸斷裂和外殼受損，并照顧到內(nèi)部屏幕排線的連接和使用的可靠性。
體積更小、重量更輕、性能更優(yōu)、種類多樣化、設(shè)計(jì)生產(chǎn)快速化是轉(zhuǎn)軸行業(yè)發(fā)展遇到的新挑戰(zhàn)。
目前轉(zhuǎn)軸從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)中，通過對初始設(shè)計(jì)產(chǎn)品在筆記本電腦搖擺測試儀等儀器上進(jìn)行各種測試，來確定產(chǎn)品功能和壽命是否滿足要求。
一、轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
轉(zhuǎn)軸是一個頻繁開合的部件，在實(shí)際測試及使用過程中轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)最容易發(fā)生失效形式是疲勞斷裂，利用SolidWorks和Workbench協(xié)同仿真分析功能對轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分布狀況及疲勞壽命分析計(jì)算。在有限元方法的幫助下可以在設(shè)計(jì)過程中快速發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷，優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮短轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)周期提高效率、為設(shè)計(jì)提供重要的優(yōu)化參考依據(jù)。
1．前處理
由于連接筆記本電腦顯示模組和主機(jī)模組的左右兩個轉(zhuǎn)軸為對稱結(jié)構(gòu)，且受力一致。
360°旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸各零部件之間的運(yùn)動復(fù)雜，考慮轉(zhuǎn)軸的受力情況和有限元計(jì)算的要求，對模型進(jìn)行簡化，如圖1（90°工作狀態(tài)）、圖2（0°工作狀態(tài)）所示。
量產(chǎn)前轉(zhuǎn)軸需要滿足2個必要的測試：
（1）推力破壞測試：用于檢驗(yàn)轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，測試要求轉(zhuǎn)軸各部件在5倍最大扭力的推力作用下，零件不能發(fā)生塑性變形或斷裂；
（2）搖擺壽命測試：通過模擬用戶打開/關(guān)閉動作以檢驗(yàn)轉(zhuǎn)軸使用壽，測試要求轉(zhuǎn)軸經(jīng)過6萬次搖擺以后，轉(zhuǎn)軸扭力衰減不能超過15％，且轉(zhuǎn)軸各零件不能發(fā)生塑性變形或斷裂。
當(dāng)我們掀起筆記本屏幕時會感到一股反作用力，我們可以將其稱為“阻尼系數(shù)”。阻尼系數(shù)越大，減震和穩(wěn)定性越好（屏幕可以穩(wěn)定固定在任何角度），但缺陷則是需要更大的力氣才能帶動屏幕，往往需要一只手按住機(jī)身，另一只手才能抬起屏幕，比較費(fèi)力。較小的阻尼系數(shù)雖然可以單手開合屏幕，但它卻無法固定在任意角度上，不小心碰一下屏幕會晃個不停。因此，阻尼系數(shù)適中最重要，只有支持觸控操作的屏幕才需要搭配更大的阻尼系數(shù)。
除了阻尼系數(shù)，扭力大小也會影響轉(zhuǎn)軸的松緊。扭力大小需要根據(jù)屏幕實(shí)際的重量來計(jì)算，扭力的運(yùn)算錯誤也會影響到筆記本轉(zhuǎn)軸過松或過緊，這給使用者帶來極差的體驗(yàn)效果。自鎖功能指的是筆記本屏幕在小于30度~15度時達(dá)到閉合自鎖效果，但如果阻尼系數(shù)和扭力太小，屏幕可能低于60度就慢慢閉合了，這顯然不是我們希望看到的。
轉(zhuǎn)軸bacon-design.cn
