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9月7日，小米折叠屏旗舰新品发布会上，手机可靠性验证再次成为关注内容之一。发布会展示了全角度跌落仿真以及面向折叠结构的三维动态测量方案。对于消费者而言，问题最终归结为手机是否耐摔、折叠结构是否可靠；对于3C结构研发和测试工程师而言，这些指标需要进一步落实到具体的实验工况、运动状态和结构响应。
图1-小米18 Fold折叠屏旗舰手机发布会现场，千眼狼(Revealer)高速摄像机保障81210次真实跌落
以手机整机跌落和折叠屏转轴为例，两类测试关注的力学问题并不相同。整机跌落属于典型的短时冲击过程，需要确定手机从释放、下落到触地、碰撞和回弹过程中的真实姿态、运动状态及局部结构响应；折叠屏转轴则更关注铰链、插销、连杆及固定结构在开合过程中的三维位移、应变分布及局部应变集中。前者可以由高速相机、6DoF运动分析和高速DIC形成互补测量，后者则更适合采用3D-DIC获取连续的三维全场变形数据。
两类实验最终都服务于同一个工程目标：为仿真模型提供可以与真实结构响应对应的实验数据，判断仿真边界条件、接触状态和结构变形是否合理。
1.手机跌落，高速摄像与高速DIC联合测量跌落冲击瞬态
手机跌落测试主要用于评价整机在不同触地姿态下的动态响应。工程测试并不只关注跌落后是否出现破损，还需要确认手机实际以何种姿态触地、哪个区域首先接触，以及碰撞过程中屏幕、中框或角部结构产生怎样的瞬态变形。
实际测试中，工程师们采用高速相机记录手机从释放、下落、触地到回弹的连续高速图像。基于高速序列图像，后续分析可沿两条路径展开：一类是对整机进行目标跟踪和6DoF运动学分析，获取位移、速度、加速度和姿态角等参数，用于确定实际运动轨迹和触地工况；另一类是对关注区域进行高速DIC分析，获取冲击过程中的动态位移场和应变场，分析局部结构响应。
其中，6DoF分析主要描述手机整体的刚体运动。例如通过连续高速图像计算滚转角及其他姿态参数，可以判断实际跌落属于面接触、边框接触还是角部接触，并检查实验工况与有限元模型中设定的初始姿态和接触方式是否一致。千眼狼高速相机在这一过程中承担的是高时间分辨率图像采集和高速瞬态记录，为后续运动学解算提供数据基础（图2）。
图2-千眼狼(Revealer)高速相机采集倾角初始姿态工况下手机跌落实验滚转角变化曲线图，触地瞬间滚转角 14.319°
高速DIC则进一步关注手机本体在碰撞瞬间发生的局部结构变形。通过在屏幕、背板或其他关注区域制备适合相关计算的散斑，高速相机记录触地前后的连续变形图像，再通过数字图像相关计算获得位移场和应变场。小米跌落DIC测试中，双目高速3D-DIC可以获得全场三维坐标、三维位移和拉格朗日应变；二维高速DIC则可用于分析面内位移以及EXX、EYY、EXY等应变分量（图3）。
图3-高速DIC测量的正面Y方向应变
高速相机与高速DIC参与的手机跌落实验形成两类测量互补结果：一类是轨迹、姿态、速度和加速度等运动学参数，用于确认实际跌落工况；另一类是触地部位的位移与应变分布，用于分析局部结构响应。将两类结果与有限元仿真对照，可用于检查仿真中的初始姿态、接触条件及高应变区域是否与真实实验一致，并为中框、屏幕、角部结构及内部连接件的设计优化提供依据。
2.折叠屏转轴，重点不是开合动作，而是局部变形
对于转轴、铰链、插销和连杆等结构，工程师关心的是开合过程中载荷如何在连接位置之间传递，定位较大的位移和应变集中区域，以及反复开合过程中这些结构响应是否具有稳定、可重复的变化规律。
单纯记录开合视频可以观察机构运动，但无法直接给出连续的三维位移场和应变场。对于这类空间运动明显、结构尺寸较小、局部应变分布不均的对象，3D-DIC更适合作为实验测量手段。
3D-DIC采用双目成像原理，两台相机完成空间标定后，同步采集被测表面的散斑图像，通过数字图像相关计算获得对应点的三维坐标变化，进而重建被测区域的三维位移和应变分布。与应变片、位移计等单点测量方式相比，3D-DIC可以获得一个连续区域内的全场结果，更适合分析未知应变集中位置及复杂载荷传递路径。
在一组折叠屏金属铰链3D-DIC实验中，测试对象为铰链开合过程中的局部连接区域，重点关注转轴、插销座及固定结构的位移（图4-左）和应变变化（图4-右），并利用实测结果与数值模型进行对比，以验证模型及校准相关参数。
图4-千眼狼(Revealer)折叠屏转轴铰链连接处插销的Y方向运动变形情况（左）折叠屏转轴铰链连接处插销的主应变变化趋势（右）
从测量输出结果看，工程师更关注不同位置之间的空间差异和随开合过程的演化趋势。已有实验对铰链插销、插销座和固定板分别进行了测量，不同结构位置表现出不同的应变响应，位移和应变随往返开合呈现相应的周期变化。这些结果可以用于识别主要受力位置、应变集中区域以及不同零部件之间的载荷传递关系。
因此，在折叠屏转轴测试中，3D-DIC与仿真的关系并不是简单比较两张云图是否相似，而是利用实验得到的三维位移场和应变场，对数值模型中的结构响应进行定量验证。
结语
手机、折叠屏及电脑屏幕等3C产品的结构研发测试，正在逐步转向完整的过程测量和模型验证。整机跌落需要解析毫秒、微秒级时间尺度下的碰撞过程，折叠机构需要测量小尺度连接结构中的三维变形和应变演化，千眼狼高速相机、高速DIC、3D-DIC在过程测量和模型验证中承担重要角色：高速相机捕捉真实高速冲击过程，6DoF分析描述整机运动状态，高速DIC获取冲击条件下的动态位移和应变场，3D-DIC则面向复杂变形的结构提供三维全场测量。这些实验数据与仿真结果结合后，可用于复核真实工况、验证数值模型、定位高风险区域，从而为3C新品的可靠性设计、结构验证及研发迭代提供更加可追溯的测试依据。
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