从力学的角度浅谈为什么iPhone6容易变弯

从力学的角度浅谈为什么iPhone6容易变弯很显然这是一个典型的材料力学和结构力学问题，正如猪小宝在知乎上的激动心情一样，iPhone的话题上能出现弯曲、结构、挠曲强度等结构工程的术语实属难得。如果iPhone6没有像现在今天做的又长又薄弯曲门就不会出现，大家对结构的关注也不会这么强烈。iPhone6作为一个生活中使用频率较高的结构体，却能够轻松被徒手掰弯就已经证明了在强度上是有问题的。想要了解其中的原因，大家要对iPhone6使用的材料以及其力学特性有所了解。以下是测试iPhone6弯曲强度的实验图，模拟了日常手掰、坐弯等使用场景，从力学建模的角度出发，这其实是一个典型简支梁受弯模型（这里把iPhone6当作杆件来看待，虽然iPhone6的横向尺寸并非远小于纵向尺寸，但这样假设可以让大家对受力原理有直观的了解）。iPhone软压测试iPhone6受弯测试模型（图片引自知乎）当有力施加在杆件上后，杆件就会产生变形，事实上再硬的物体在遇到外力的时候都会产生变形，只是很多无法用肉眼辨别（没有所谓的刚体），请大家想象一下所有的材料其实就是一个橡胶体，只不过有的材料弹性大，有的弹性小，弹性大的物体只要一放手，它就会回弹变回原来的样子，弹性小或者用力过大超过了物体弹回的范围就会造成破坏，比如iPhone6被掰弯就是典型的例子。杆件破坏的情况有三种，第一种是强度不够受剪破坏，比如一根铅笔被掰断；第二种是抵抗变形的能力不够，比如铁丝很容易被掰弯，第三是失稳，显然iPhone6变弯属于第二种破坏（破坏过程可参见猪小宝知乎回答），由于在变形和破坏掰断之中首先发生的是变形，同时iPhone6不存在失稳现象，所以这里主要考虑变形破坏。了解以上之后我们回过头来再问为什么iPhone会变弯？有人说材料太软，应该用更硬的材料，也有人说iPhone6太薄，应该做的厚一点，厚一点就不容易掰弯。这两个回答也解释了iPhone6容易变弯的两个因素，一个是材料，一个是截面形状，分别对应两个名词E（弹性模量）和I（惯性矩）。