手机耳机失效形式分析及疲劳寿命预测研究

苏和堂，雷经发，付腾飞，扈 静

(1.滁州职业技术学院 机电工程系，安徽 滁州 239000；2.安徽建筑大学 机械与电气工程学院，安徽 合肥 230601；3.合肥工业大学 机械与汽车工程学院，安徽 合肥 230009)

随着我国智能终端设备的普及，耳机市场得到快速发展。2013年我国耳机生产量为17.81亿副，销量为15.79亿副，约占了全球耳机产业份额的一半[1]。我国耳机产品主要为中低端产品，质量不高，寿命短，总体不合格率达到51.2%[2]。由2013年的行业规模看，若耳机平均寿命延长一个月，一年将节约1.2亿元人民币。探究耳机的失效形式，延长耳机的使用寿命具有显著的经济效益。本文通过在线问卷调查，从统计数据中提取耳机的失效形式及损伤原因，通过耳机导线的疲劳失效模拟，进行失效部位特征分析，并提出相应的改进措施。

1 手机耳机损伤失效统计

手机耳机的使用寿命与使用者的行为习惯及使用频率密切相关，耳机在使用过程中，服役状态较为复杂，在存放时也多是随意揉捏一团。整个寿命周期受拉力、压缩、扭转、剪切等共同作用力，难以用简单的公式进行描述。本文通过在线问卷调查的形式统计手机耳机使用及损坏的相关数据，回收有效问卷343份，结合拆解经验，推断耳机故障易发部位，根据统计在耳机的损伤形式中插头处断裂最多，占76%，其次是线控板处断裂，两者共占耳机总故障的92%。耳机导线断裂的原因主要有疲劳、过载和外界损伤，插头处最易断裂是由于耳机在使用中线材处于弯曲状态，接头处出现应力集中所致，若耳机线材处于抖动状态，会形成交变载荷，在接头处很容易发生疲劳断裂致使导线断路。……