| iPhone 6 Plus 的 #bendgate 折弯事件是结构设计缺陷造成的吗？ |
| 来源: www.zhihu.com |
作为做手机结构的，我还是有一点发言权的。
声明一下，我不是搞材料研究的，就是设计手机结构的，所以很多东西没有严格的依据，只是前辈的经验，和自己经历过的项目的教训，有硬伤请轻喷。
首先，给大家说明一下，手机研发阶段要做很多实验（非山寨机厂），只有过了所有的实验，才能说明这个手机在设计上是完备的。相信很多人看了王自如和老罗的辩论，才知道原来手机实验测试也是一门大学问。确实，手机的设计验证阶段，需要经历的实验超过你的想象，我们开发手机一般至少要预留几百台机器用在破坏性实验上。而这些实验中，有一项实验是和本次事件密切相关的，那就是软压实验。
这个软压实验有点类似于用手掰手机，这里有个手机软压测试介绍，里面提到国标是250N按压1000次。正常成年人的握力是500N左右，也就是说国标是远远低于正常人的握力的，因此如果你的手机只是勉强达到国标要求，那么实际使用中肯定很惨的。不过大家请放心，目前主流厂商没有人是依据国标进行实验的，而是使用远远高于国标的标准。
但是问题就来了，我不是富士康的，我真心不知道苹果的软压标准。这里存在两种情况，一是iPhone6没有通过苹果之前的软压标准，苹果为了进度等原因降低了标准（对于开发周期为一年的手机如果还有这种事情我真的吐血了）；另一种情况是通过了之前的软压标准，但是实际使用中却出现了压弯的情况，这就是标准落后于实际情况了。
我注意到苹果官方关于此事的回应，"此外，这些手机还拥有不锈钢和钛嵌入件以加固高应力部位。我们还在整个开发周期中进行了严格测试，包括三点弯曲、压力点循环、坐压、扭曲和用户研究等。iPhone 6和iPhone 6 Plus达到或超过了我们的所有高质量标准，可经受日常日用的考验。"，这说明在设计阶段，苹果就注意到了这个问题，而且专门研究了这个问题，我相信这不是苹果在敷衍，而是他们真的做了这些事情，以为这些研究已经完全涵盖了用户的普通使用情况（请注意，是普通使用情况）。
但是，现实情况是，Iphone4和4S没人投诉手机会弯，iPhone5和5S已经有被坐弯的新闻了，到了iPhone6，刚发售就爆出来了。我会告诉你我一点都不奇怪吗？下面来分析一下原因。
首先明确一个问题，大家所说的手机弯了是指手机被掰弯后不能回弹到原有形状，不包括手机被折弯后自动回弹到原有形状的情况（这个应该好理解吧）。这一点很重要，后面会明白。
手机是否容易折弯，有两个关键因素，一个是材料，另一个是形状。
首先是材料，根据日常经验，大家应该可以感觉到，在手机常用的不锈钢，液态金属（锆合金）铝合金，镁合金，塑料中，不锈钢是刚性（抵抗变形的能力）和弹性综合性能最佳的；锆合金和镁合金是刚性好，弹性差；塑料是刚性差但弹性好；铝则是刚性差，弹性差。以上只是一个笼统的介绍，专业人员就不要喷了，我知道尼龙加玻璃纤维的刚性不比金属差，但是我这不是写论文啊，差不多就行了。
其次是形状，大家可以把手机想象成一个面是空的长方形盒子。那么根据日常经验，如果这个盒子的侧壁很矮，那么它的强度基本就只能靠底部的板了，而如果侧壁很高，明明比较软的材料你却很难掰动。原理就不用解释了，大家凭感觉就知道这是没错的。增强侧壁，肯定对整体的强度有很大贡献，当然你去增加底部的厚度也是可以的。
了解了以上知识，大家就可以和我一起分析一下这三代iPhone的结构变化了。
iPhone4和4S，首先大家看到的就是那一圈又厚又高的不锈钢板了，只是这个钢圈，估计就没人能徒手掰弯的，而且拆机可以发现，钢圈里面是焊接了一块不锈钢板的，这强度就刚刚的了。当然两面的玻璃也做了很大的贡献，使得整机的刚性再度提升（玻璃虽然容易碎，但是刚性还是挺好的）。
iPhone5和5S，把材质换成了铝，这个就导致了整机强度的急剧下降，因为铝比较软，又太容易产生塑性变形了（即变形后不能回复原来的形状），所以大一点的力（一屁股坐下去）施加上去，就直接弯了。而相同的力施加到iPhone4上，首先是整机强度好，不容易被弯折，其次，力实在太大，也是玻璃先裂。结构上，整机厚度减薄，侧壁变矮，参照前面的盒子模型，抗弯性能更差了。
iPhone6和Plus，估计大家也看出来了，又减薄了，而且要命的是，又变大了，这样根据杠杆原理，同样的力施加到手机上下边缘，对中心的力矩大大增加，这也可以解释为什么变弯的都是plus。变弯的位置也很好解释，音量键，logo位置，和电源键，刚好在同一水平位置，而这都是对机身进行镂空的地方，也就是机身最薄弱的地方。
写到这里大家应该也明白了，苹果也是面临着手机设计上一个艰难的问题，是结构向工业设计妥协还是工业设计向结构妥协？目前看来，苹果也是一步步的向极限挑战，但是基本趋势是不断降低了结构可靠性。因为苹果肯定是可以通过增加手机厚度（最小只需0.5mm即可）来增强整机强度的，但是他没有这样做，原因肯定是多方面的，比如整机重量会增加，厚度会增加，会影响手感等等。作为一个超级大公司的重要产品，在做出这个选择前，肯定是进过了很慎重的评估了，肯定不会像网上说的脑残了，或者傲慢，轻视消费者等等，而是把利弊都计算清楚了，认为折弯会是小概率事件，而产品轻薄可以吸引更多的消费者。总之就是一种权衡的结果，无所谓对错。（当然如果实际情况是乔纳森和库克学老乔对着苹果的苦逼工程师拍桌子"我就要这个设计！！给我弄出来！！！！"，那上面的权当我没说吧。。。。。）
也许有人会问，怎么老是苹果的东西会弯（库克支持同性恋？？），其他厂商也没听说过谁的产品那么容易被折弯啊？抛开品牌话题性（山寨机就算用眼能看弯也没人关心啊），关键原因在于你看看还有哪家会用苹果这样的设计？一般的设计都是三明治大塑料结构，一般都是前壳（带不锈钢或者镁合金嵌件），中壳（或者叫后壳，一般都搞点真空镀神马的看起来像金属一样亮），电池盖，此种典范当属大三星了，镁合金刚性就不说了，四周的塑料回弹又好，就算把它掰弯了，马上回弹，跟没弯一样。
当然还有一体机，一般都是一体的塑料壳，内包不锈钢或镁合金骨架，强度也没得说。有人肯定要说M7呢，他们背面也是铝合金啊。对，他们背面是铝合金，侧面呢？侧面可是厚厚的塑料啊，而且整机那么厚，机身里面又有不锈钢板加固，肯定绰绰有余啊（看到HTC ONE的国行版本背部铝合金电池盖可以拆卸，你就应该知道它背面的铝合金就一装饰作用）。有人说超薄机，你去看看谁家的超薄机敢用铝合金做主体骨架？而且用过超薄机的应该有体会，太薄的机器，就算你是用不锈钢做主体结构，一样比厚的机器不耐操，总是要小心翼翼。
结论就是，苹果敢为天下先，非要用这种材料和这种结构，自然要承担风险。如果说设计缺陷指某种设计方案天生带有的不足，那么折弯事件确实可以称作设计缺陷。
（最后还是没忍住要替苹果的结构工程师说两句，"人家容易吗？老板定下来这一代一定要比上一代轻，比上一代薄，还只能用铝，我能怎么办？只好用更硬的铝合金牌号了。天线也不省心，那么多缝还都在外观面上，注塑的时候披锋漏胶肯定一塌糊涂，算了，到时候让富士康多找点人打磨一下吧。什么？电源键要从顶部移到侧面，还和音量键平行？我。。。算了，用不锈钢把镂空的部分加固一下吧，希望不会出大问题。什么？还要把logo部位镂空？老板，咱做的不是双截棍啊！"）--以上纯属娱乐。
--------------------------
有人提醒我M8也像iPhone6一样是全铝合金背壳（之前想当然认为M7和M8是一样的，不好意思），我仔细看了一下拆机图，确实是这样，但是粗看两者设计形式差不多，其实有很大的不同，强度也会有很大差别。
先看两张苹果的拆机图
分成两部分，一部分是触摸屏和显示屏全贴合模块，另一部分是一体化的铝合金后壳，显示屏底部虽然有薄钢板，但是因为太薄（主要原因），只起到了保护显示屏的作用，另外的一个作用是长一些卡扣，固定显示屏组件。这样以来，整机的强度就只剩铝合金后壳和触摸屏在起作用了。
再看M8的拆机图
仔细观察可以发现M8的铝合金后壳是独立的，相当于一个电池盖，而它的另一个主体框架就是全家福中间的那个塑胶加不锈钢嵌件的前壳。更重要的是，它的厚度有9.35cm！！！！而苹果是7.1cm。要知道侧壁的高度对抗弯性的影响可是相当大的。
这个对比就可以说明两个厂商的设计风格了，同样在外观上是铝合金一体化后壳，苹果的目标是轻薄时尚，HTC更侧重扎实可靠性（当然也可能是HTC没本事拿到轻薄的元器件，只好破罐子破摔干脆设计的扎实一些，厚一些）。
总之还是那个结论，苹果为了做得更轻薄，牺牲了一些可靠性。（话说回来，iPhone6如果设计的和M8一样厚重，但是不容易弯，你还会买吗，我是不会）
— 完 —
本文作者：贾伟强
【知乎日报】 你都看到这啦，快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)
此问题还有 16 个回答，查看全部。
延伸阅读：
iPhone 的滑动解锁的灵感源于什么？苹果为什么决定如此设计？
iPhone 只有一个home的设计是怎么产生的？
声明一下，我不是搞材料研究的，就是设计手机结构的，所以很多东西没有严格的依据，只是前辈的经验，和自己经历过的项目的教训，有硬伤请轻喷。
首先，给大家说明一下，手机研发阶段要做很多实验（非山寨机厂），只有过了所有的实验，才能说明这个手机在设计上是完备的。相信很多人看了王自如和老罗的辩论，才知道原来手机实验测试也是一门大学问。确实，手机的设计验证阶段，需要经历的实验超过你的想象，我们开发手机一般至少要预留几百台机器用在破坏性实验上。而这些实验中，有一项实验是和本次事件密切相关的，那就是软压实验。
这个软压实验有点类似于用手掰手机，这里有个手机软压测试介绍，里面提到国标是250N按压1000次。正常成年人的握力是500N左右，也就是说国标是远远低于正常人的握力的，因此如果你的手机只是勉强达到国标要求，那么实际使用中肯定很惨的。不过大家请放心，目前主流厂商没有人是依据国标进行实验的，而是使用远远高于国标的标准。
但是问题就来了，我不是富士康的，我真心不知道苹果的软压标准。这里存在两种情况，一是iPhone6没有通过苹果之前的软压标准，苹果为了进度等原因降低了标准（对于开发周期为一年的手机如果还有这种事情我真的吐血了）；另一种情况是通过了之前的软压标准，但是实际使用中却出现了压弯的情况，这就是标准落后于实际情况了。
我注意到苹果官方关于此事的回应，"此外，这些手机还拥有不锈钢和钛嵌入件以加固高应力部位。我们还在整个开发周期中进行了严格测试，包括三点弯曲、压力点循环、坐压、扭曲和用户研究等。iPhone 6和iPhone 6 Plus达到或超过了我们的所有高质量标准，可经受日常日用的考验。"，这说明在设计阶段，苹果就注意到了这个问题，而且专门研究了这个问题，我相信这不是苹果在敷衍，而是他们真的做了这些事情，以为这些研究已经完全涵盖了用户的普通使用情况（请注意，是普通使用情况）。
但是，现实情况是，Iphone4和4S没人投诉手机会弯，iPhone5和5S已经有被坐弯的新闻了，到了iPhone6，刚发售就爆出来了。我会告诉你我一点都不奇怪吗？下面来分析一下原因。
首先明确一个问题，大家所说的手机弯了是指手机被掰弯后不能回弹到原有形状，不包括手机被折弯后自动回弹到原有形状的情况（这个应该好理解吧）。这一点很重要，后面会明白。
手机是否容易折弯，有两个关键因素，一个是材料，另一个是形状。
首先是材料，根据日常经验，大家应该可以感觉到，在手机常用的不锈钢，液态金属（锆合金）铝合金，镁合金，塑料中，不锈钢是刚性（抵抗变形的能力）和弹性综合性能最佳的；锆合金和镁合金是刚性好，弹性差；塑料是刚性差但弹性好；铝则是刚性差，弹性差。以上只是一个笼统的介绍，专业人员就不要喷了，我知道尼龙加玻璃纤维的刚性不比金属差，但是我这不是写论文啊，差不多就行了。
其次是形状，大家可以把手机想象成一个面是空的长方形盒子。那么根据日常经验，如果这个盒子的侧壁很矮，那么它的强度基本就只能靠底部的板了，而如果侧壁很高，明明比较软的材料你却很难掰动。原理就不用解释了，大家凭感觉就知道这是没错的。增强侧壁，肯定对整体的强度有很大贡献，当然你去增加底部的厚度也是可以的。
了解了以上知识，大家就可以和我一起分析一下这三代iPhone的结构变化了。
iPhone4和4S，首先大家看到的就是那一圈又厚又高的不锈钢板了，只是这个钢圈，估计就没人能徒手掰弯的，而且拆机可以发现，钢圈里面是焊接了一块不锈钢板的，这强度就刚刚的了。当然两面的玻璃也做了很大的贡献，使得整机的刚性再度提升（玻璃虽然容易碎，但是刚性还是挺好的）。
iPhone5和5S，把材质换成了铝，这个就导致了整机强度的急剧下降，因为铝比较软，又太容易产生塑性变形了（即变形后不能回复原来的形状），所以大一点的力（一屁股坐下去）施加上去，就直接弯了。而相同的力施加到iPhone4上，首先是整机强度好，不容易被弯折，其次，力实在太大，也是玻璃先裂。结构上，整机厚度减薄，侧壁变矮，参照前面的盒子模型，抗弯性能更差了。
iPhone6和Plus，估计大家也看出来了，又减薄了，而且要命的是，又变大了，这样根据杠杆原理，同样的力施加到手机上下边缘，对中心的力矩大大增加，这也可以解释为什么变弯的都是plus。变弯的位置也很好解释，音量键，logo位置，和电源键，刚好在同一水平位置，而这都是对机身进行镂空的地方，也就是机身最薄弱的地方。
写到这里大家应该也明白了，苹果也是面临着手机设计上一个艰难的问题，是结构向工业设计妥协还是工业设计向结构妥协？目前看来，苹果也是一步步的向极限挑战，但是基本趋势是不断降低了结构可靠性。因为苹果肯定是可以通过增加手机厚度（最小只需0.5mm即可）来增强整机强度的，但是他没有这样做，原因肯定是多方面的，比如整机重量会增加，厚度会增加，会影响手感等等。作为一个超级大公司的重要产品，在做出这个选择前，肯定是进过了很慎重的评估了，肯定不会像网上说的脑残了，或者傲慢，轻视消费者等等，而是把利弊都计算清楚了，认为折弯会是小概率事件，而产品轻薄可以吸引更多的消费者。总之就是一种权衡的结果，无所谓对错。（当然如果实际情况是乔纳森和库克学老乔对着苹果的苦逼工程师拍桌子"我就要这个设计！！给我弄出来！！！！"，那上面的权当我没说吧。。。。。）
也许有人会问，怎么老是苹果的东西会弯（库克支持同性恋？？），其他厂商也没听说过谁的产品那么容易被折弯啊？抛开品牌话题性（山寨机就算用眼能看弯也没人关心啊），关键原因在于你看看还有哪家会用苹果这样的设计？一般的设计都是三明治大塑料结构，一般都是前壳（带不锈钢或者镁合金嵌件），中壳（或者叫后壳，一般都搞点真空镀神马的看起来像金属一样亮），电池盖，此种典范当属大三星了，镁合金刚性就不说了，四周的塑料回弹又好，就算把它掰弯了，马上回弹，跟没弯一样。
当然还有一体机，一般都是一体的塑料壳，内包不锈钢或镁合金骨架，强度也没得说。有人肯定要说M7呢，他们背面也是铝合金啊。对，他们背面是铝合金，侧面呢？侧面可是厚厚的塑料啊，而且整机那么厚，机身里面又有不锈钢板加固，肯定绰绰有余啊（看到HTC ONE的国行版本背部铝合金电池盖可以拆卸，你就应该知道它背面的铝合金就一装饰作用）。有人说超薄机，你去看看谁家的超薄机敢用铝合金做主体骨架？而且用过超薄机的应该有体会，太薄的机器，就算你是用不锈钢做主体结构，一样比厚的机器不耐操，总是要小心翼翼。
结论就是，苹果敢为天下先，非要用这种材料和这种结构，自然要承担风险。如果说设计缺陷指某种设计方案天生带有的不足，那么折弯事件确实可以称作设计缺陷。
（最后还是没忍住要替苹果的结构工程师说两句，"人家容易吗？老板定下来这一代一定要比上一代轻，比上一代薄，还只能用铝，我能怎么办？只好用更硬的铝合金牌号了。天线也不省心，那么多缝还都在外观面上，注塑的时候披锋漏胶肯定一塌糊涂，算了，到时候让富士康多找点人打磨一下吧。什么？电源键要从顶部移到侧面，还和音量键平行？我。。。算了，用不锈钢把镂空的部分加固一下吧，希望不会出大问题。什么？还要把logo部位镂空？老板，咱做的不是双截棍啊！"）--以上纯属娱乐。
--------------------------
有人提醒我M8也像iPhone6一样是全铝合金背壳（之前想当然认为M7和M8是一样的，不好意思），我仔细看了一下拆机图，确实是这样，但是粗看两者设计形式差不多，其实有很大的不同，强度也会有很大差别。
先看两张苹果的拆机图
分成两部分，一部分是触摸屏和显示屏全贴合模块，另一部分是一体化的铝合金后壳，显示屏底部虽然有薄钢板，但是因为太薄（主要原因），只起到了保护显示屏的作用，另外的一个作用是长一些卡扣，固定显示屏组件。这样以来，整机的强度就只剩铝合金后壳和触摸屏在起作用了。
再看M8的拆机图
仔细观察可以发现M8的铝合金后壳是独立的，相当于一个电池盖，而它的另一个主体框架就是全家福中间的那个塑胶加不锈钢嵌件的前壳。更重要的是，它的厚度有9.35cm！！！！而苹果是7.1cm。要知道侧壁的高度对抗弯性的影响可是相当大的。
这个对比就可以说明两个厂商的设计风格了，同样在外观上是铝合金一体化后壳，苹果的目标是轻薄时尚，HTC更侧重扎实可靠性（当然也可能是HTC没本事拿到轻薄的元器件，只好破罐子破摔干脆设计的扎实一些，厚一些）。
总之还是那个结论，苹果为了做得更轻薄，牺牲了一些可靠性。（话说回来，iPhone6如果设计的和M8一样厚重，但是不容易弯，你还会买吗，我是不会）
— 完 —
本文作者：贾伟强
【知乎日报】 你都看到这啦，快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)
此问题还有 16 个回答，查看全部。
延伸阅读：
iPhone 的滑动解锁的灵感源于什么？苹果为什么决定如此设计？
iPhone 只有一个home的设计是怎么产生的？
由品读分享
想看最靠谱的资讯？下载品读→
HH
没有评论:
发表评论