结构:又长又薄总要出事故

    第二个和iPhone6机身强度相关的就属于结构了，在选定材质之后结构选型对结构的稳定性、强度起着决定性的作用。而对于iPhone6来说厚度、宽度、长度以及截面形状都属于结构问题。通常我们说的薄，就要出事，就是这个道理。

    iPhone6受力破坏的模型属于典型的简支受弯破坏，中间部分弯矩最大，同时整个机身会发生向下弯的变形，力学上称为挠度，对于铝合金机身的iPhone6来说，但挠度达到一定程度之后就不会回弹过来，也就是发生了变形破坏，一定外力作用下决定这个挠度大小的除了材料本身就是前面我们提到的惯性矩（I）。

    首先我们把这个挠度计算公式摆出来：

挠度计算公式

    注意这只是集中力作用在中间简支梁的挠度计算公式，负值表示方向，其他类型受弯图形的计算公式不一样。从中我们看到前面提到和材料特性紧密相关的弹性模量（E），假如我们作用在iPhone6上的力是一定的，来看看哪些因素会影响它的变形挠度。

    首先我们看到的是长度l，我们一直期待着大屏iPhone6，但是大也就意味着机身长度要增加，从公式中可以看出长度（或者说跨度）对变形的影响是呈指数级变化的。接下来我们看一组数据：

    iPhone系列机身长度变化

    从iPhone4s到iPhone6 Plus机身长度发生了很大的变化，但是宽度方面从58.6毫米延伸到67毫米变化却不是很大。假如（这里是假如），iPhone4s宽度没有发生变化，只是单纯将长度拉伸至158.1毫米，E值和I至都不发生变化，根据公式可以看出相同的外力下iPhone4s产生的变形挠度是之前的2.5倍（同样是没有发生剪力破坏的状况下），可见机身变长对手机强度的影响有多大。（实际情况iPhone6机身宽度也在变大，一定程度上弥补了强度不足的情况）

    另一个影响挠度变大的因素就是惯性矩I，我们举个例子来解释一下什么是惯性矩，比如你手中有一块钢片，一根圆形钢筋，在相同的截面积下，你会发现钢片更容易弯折，而钢筋会更费力，这是因为它们在受力方向上的惯性矩不同。

    那么iPhone6在受力方向的惯性矩如何计算，它又受哪些因素影响？首先我们要建立一个界面模型，这样讲解更清晰。首先从网上找来两张拆解图：

 
iPhone6的主体结构（图片引自CNET）

    可以看出保护iPhone6不受破坏的主题结构主要是前置玻璃面板和后置铝合金后壳，由于主板和电池不是受力主体，这里忽略不计，前置面板为一块玻璃不受结构设计影响，我们这里也将它单独剥离出来，只计算后壳对强度的影响。我们将后壳的界面看成槽型，就可以大概了解它的惯性矩。

将iPhone背板简化（图片引自11467）

    可以简化为下图：

简化数学模型

    那么在受力方向的惯性矩可以计算出来：

惯性矩计算公式

    这个公式解出来可以得出背板的厚度t起着四次方的作用，一定程度上影响着I值，同时你会发现手机本身的厚度b的幂次也是3，也就是说起决定作用的是背板厚度其次是手机本身的厚度。（这里计算的前提是手机侧面厚度和背面厚度相同，如果不同计算公式更复杂，这里的简化只是让大家明白影响因素在哪里）。

    I值越大机身强度越好，iPhone6最薄已经达到了6.9毫米，而iPhone4s厚度在9.3毫米，抗弯强度自然削弱，虽然宽度也增加了9毫米，但是对抵抗外力的不是很大。这个时候有人提出iPad mini3仅5.3毫米，显然强度要大于iPhone6，这里主要的原因是宽度起的作用已经远远超过厚度对I值得影响了，所以不应该从这个角度来考虑。

    前面那个公式是在边框和背板厚度相同下计算出来的，如果边框厚度较大起作用的则会在边框上，比如在发布会上大肆渲染的奥氏体304打造的边框，其实只有边框在起作用，另外锻造和淬火都可以提高钢材的强度。

小米4奥氏体304主体结构

小米4边框成型

    总的来看如果背板厚度增加或者机身本身厚度加大就可以增加惯性矩I，同时对机身强度的提高有着重要的影响，但是为了追求轻便以及散热等，苹果的设计需要做相当多的妥协，所以导致机身强度本身不够。如果换上蓝宝石玻璃面板，对iPhone6的机身强度其实会有较大的提升，但是重量上需要掂量，相信苹果都知道这些，根本不用我们提醒，但是他们忽略了大家对瑕疵的放大程度，才导致现在这样的结果。