ansys跌落測試的案例
跌落試驗的核心：解析自由跌落、定向跌落等主要測試模式的區別
在產品包裝設計、質量控制和可靠性驗證領域，跌落試驗是模擬產品在運輸、搬運及使用過程中可能遇到的意外跌落情況，從而評估產品抗沖擊性能的關鍵測試。一臺精準、可靠的跌落試驗機是確保測試結果有效性的基石。本文將深入探討跌落試驗的幾種主要測試模式，并介紹北京沃華慧通測控技術有限公司在此領域的專業解決方案。
一、 跌落試驗的“靈魂”：幾種主要測試模式詳解
雖然都稱為“跌落試驗”，但根據測試目的和模擬場景的不同，其測試模式也存在顯著差異。理解這些模式的區別，是正確進行測試的第一步。
1. 自由跌落
定義與原理：這是最基礎、最常見的跌落模式。測試樣品在試驗過程中不受任何約束，以一個自由落體的狀態從預定高度跌落至沖擊臺面上。其過程完全遵循自由落體運動定律。
測試目的：主要用于評估產品整體結構的堅固性、內部元器件的抗沖擊能力以及包裝對產品的保護性能。它模擬的是產品在脫手后姿態不確定的隨機跌落。
特點：測試結果具有普遍性，但跌落后產品的撞擊點不確定，可能每次都是不同的面、棱或角。
2. 定向跌落
定義與原理：與自由跌落相反，定向跌落要求測試樣品以特定的姿態（如指定面、棱或角）精準地撞擊沖擊臺面。這通常需要通過精密的夾具或機械裝置來固定和釋放樣品。
測試目的：用于有針對性地評估產品最脆弱或最關鍵的部位。例如，測試手機屏幕的耐沖擊性，就必須讓屏幕以特定角度撞擊臺面。
特點：測試重復性高，結果可比性強，能夠精確暴露產品在設計上的薄弱環節。
3. 傾翻跌落
定義與原理：這種模式模擬的是高大、細長類產品（如冰箱、立式音箱、服務器機柜）在站立狀態下，因重心不穩而向前、后或側方傾翻倒下的過程。測試時，通常將樣品底部的一邊墊起，然后讓其自由傾翻跌落。
展開 可靠性跌落測試，深圳可靠性跌落實驗室
跌落試驗又名“包裝跌落測試機”，為產品包裝后在模擬不同的棱、角、面于不同的高度跌落于地面時的情況，從而了解產品受損情況及評估產品包裝組件在跌落時所能承受的墮落高度及耐沖擊強度。從而根據產品實際情況及國家標準范圍內進行改進、完善包裝設計。通常跌落高度大都根據產品重量以及可能掉落機率做為參考標準，落下表面應該是混凝土或鋼制成的平滑、堅硬的剛性表面。
80%的電子產品損壞大都來源于跌落碰撞，研發人員往往耗費大量的時間和成本，針對產品做相關的質量試驗，最常見的結構試驗就是跌落與沖擊試驗。這種方法可靠，但也存在很多不足之處，主要表現在：
1.試驗的操作實施過程需要耗費大量的人力、財力，從而增加產品的成本。
2.試驗發生的歷程很短，很難觀察到試驗過程中的現象。
3.試驗測試的條件（如碰撞角度等）難以控制，使得試驗重復性很差。
4.試驗一般只能得到試驗結果，而很難觀察現象發生的原因。
5.試驗時很難觀察產品的內部特性和內部現象，如加速度響應等。
利用LS—DYNA在產品開模前，對其進行相關的模擬仿真可以很好地解決以上問題。相對于傳統的試驗方法，采用LS—DYNA對其進行虛擬仿真具有如下明顯的優點：
1.減少試驗次數和試驗成本。
2.可以直觀動態地顯示整個跌落碰撞過程各種物理量的變化。
3.不僅可以觀察產品的外部特性和現象，而且能觀察產品的內部特征及現象。
4.邊界條件方便控制，仿真的可重復性好。
5.設計初期進行模擬可及早發現產品的特性，并減少問題的發生。
跌落試驗 程序通常情況如下步驟：
1、試驗前樣板的準備。
2、試驗前須測試產品的功能、安全及外觀檢查,確定正常之后方可進行跌落試驗。
3、須按規定的方法包裝樣品（參照生產指令或規格書）,且配件不可漏放。
展開 科普時刻 | 什么是跌落測試？
多case建模、紙板材料和新網格劃分工具等功能，可改進跌落測試的功能和用戶體驗。
在您自己的硬件上或在云端利用高性能計算（HPC），LS-DYNA軟件支持多核并行處理，從而實現更大規模的模型和更短的求解時間。
跌落測試的未來趨勢
客戶和分銷合作伙伴的期望在不斷變化，從而推動跌落測試的技術和相關期望向前發展。此外，可持續性也對產品使用的材料及其包裝方式產生了重大影響。
工程師在規劃未來的跌落測試工作時，應考慮以下五種趨勢。
可持續性
可持續性正在推動產品包裝系統發生巨大的轉變。在某些情況下，消費者和零售合作伙伴都期望能夠使用產品本身的包裝進行運輸，而無需任何保護性包裝。環境問題也促使產品及其包裝使用更具可持續性的材料，并在整體上減少材料的使用。
成本降低
制造、包裝和運輸的成本可能相當高，因此企業在不斷尋找降低成本的方法。跌落測試（尤其是跌落測試仿真）將發揮更重要的作用，幫助工程師進行設計更改，以降低產品及其包裝的成本，同時確保耐沖擊性能符合規范。
用戶期望提高
用戶對包裝外觀的要求在不斷提高，并對產品能夠承受的跌落高度提出了更高要求。在設計流程的早期階段，工程師需要使用仿真跌落測試來滿足這些期望，并賦予其產品競爭優勢。
貨架吸引力和開箱體驗
另一個用戶期望不斷增長的方面，是產品在物理和虛擬貨架上的外觀，以及開箱體驗。這些美學考量因素，將對沖擊耐久性的設計特性產生越來越大的影響。在這方面，仿真跌落測試也能為工程師提供所需的工具，以便在研發周期早期嘗試更多美觀的包裝設計。
多物理場仿真
在仿真領域，人們大力推動充分利用LS-DYNA軟件等工具中的多物理場功能，并將其與Ansys Mechanical?軟件、Ansys Sherlock?工具、Ansys Icepak?軟件和Ansys Fluent?應用耦合。
展開 一期一會 | 什么是跌落測試？
跌落測試（尤其是跌落測試仿真）將發揮更重要的作用，幫助工程師進行設計更改，以降低產品及其包裝的成本，同時確保耐沖擊性能符合規范。
用戶期望提高
用戶對包裝外觀的要求在不斷提高，并對產品能夠承受的跌落高度提出了更高要求。在設計流程的早期階段，工程師需要使用仿真跌落測試來滿足這些期望，并賦予其產品競爭優勢。
貨架吸引力和開箱體驗
另一個用戶期望不斷增長的方面，是產品在物理和虛擬貨架上的外觀，以及開箱體驗。這些美學考量因素，將對沖擊耐久性的設計特性產生越來越大的影響。在這方面，仿真跌落測試也能為工程師提供所需的工具，以便在研發周期早期嘗試更多美觀的包裝設計。
多物理場仿真
在仿真領域，人們大力推動充分利用LS-DYNA軟件等工具中的多物理場功能，并將其與Ansys Mechanical?軟件、Ansys Sherlock?工具、Ansys Icepak?軟件和Ansys Fluent?應用耦合。這樣，便可以評估跌落產生的載荷和變形如何影響產品的性能和可靠性。
歡迎聯系我們，以進一步了解Ansys軟件如何幫助企業利用仿真的預測功能來突破設計極限。
展開 
手機跌落測試的仿真分析
電子產品不可避免的會經受跌落帶來的撞擊情況，特別是從手中或者桌上掉下來產生的撞擊。能否經受這種撞擊對于設計一個成功的產品很關鍵。
要評估一個電子產品受到撞擊載荷時的響應，需要結合實驗測試和仿真分析。與物理實驗相比，仿真分析有著明顯的優勢：在設計過程中，任意階段都可以進行模擬，同時成本低，能夠提供詳細的結果和模型上任意點的信息（應力、應變、加速度等等）。手機是我們工作和生活中經常使用的電子設備，下面我們將為大家分享一個手機跌落仿真分析的案例。
分析背景：
手機從 1.5 米處自由跌落到大理石地板。
Abaqus import預應力跌落仿真測試
導讀
跌落測試除了單次跌落外，根據不同的標準需求，還有多次跌落或者預應力跌落，上次我們進行了單次跌落在Abaqus中的實現過程，今天我們使用Abaqus Import功能，進行卡扣的預應力跌落。
首先進行卡扣的裝配仿真，在step模塊中開啟重啟動功能，如下：
分析結果如下：
新建分析模塊導入結果文件作為跌落測試的零件，如下：
設置導入為變形后模型，注意，把“-1”刪除，如下：
確保導入后模型名字如下：
其余操作請參考眼鏡跌落測試部分，進入load模塊，設置預定義場，如下：
提交計算，查看跌落后應力如下：
展開 技術熱點 | 如何使用Abaqus進行仿真跌落測試
導讀
跌落測試通常是主要用來模擬產品在搬運期間可能受到的自由跌落，考察產品抗意外沖擊的能力。通常跌落高度大都根據產品重量以及可能掉落機率作為參考標準，落下表面應該是混凝土或鋼制成的平滑、堅硬的剛性表面（如有特殊要求應以產品規格或客戶測試規范來決定。對于不同國際規范即使產品在相同重量下但掉落高度也不相同，對于手持型產品（如手機、平板等）大多數掉落高度大都介于100cm ~ 150cm不等，試驗的嚴苛程度取決于跌落高度、跌落次數、跌落方向。
步驟分析
導入模型如下；
設置地面為剛體；
對輸入的地面實體抽取表面；
設置剛體參考點；
選擇任意一點，生成參考點如下；
設置眼鏡材料如下；
創建動態顯式分析步，打開幾何非線性，時間長度設置為0.001，如下；
進入相互作用模塊，創建通用接觸，摩擦系數為0.1；
對剛體參考點創建固定約束，如下；
創建初始速度和重力加速度，如下；
提交計算，查看跌落后應力如下；
通過仿真計算，我們形象地查看鏡框在跌落過程中的應力變化，而這種變化的狀態我們在實驗過程中往往是很難捕捉的。
展開 跌落試驗機與沖擊試驗機的測試場景有何區別？
在產品可靠性驗證領域，跌落、沖擊試驗是兩項至關重要的力學環境測試。它們模擬了產品在運輸、使用過程中可能面臨的不同類型的力學挑戰。北京沃華慧通測控技術有限公司作為國內領先的測控設備提供商，致力于為客戶理清這些測試的差異，并提供精準、可靠的測試解決方案。
三大試驗機的測試場景核心區別
盡管三者都涉及“力”的作用，但其物理本質、時間尺度和測試目的有著根本性的不同。
總結區別：
1. 跌落試驗機：模擬偶然的“摔落”事件
核心場景：主要模擬產品在搬運、裝卸或使用過程中，因意外從一定高度自由跌落到地面的情況。這是一種一次性、大能量的撞擊事件。
物理本質：考察的是重力勢能瞬間轉化為沖擊能的過程，重點關注產品結構和包裝的緩沖保護性能。
測試目的：
評估產品的結構堅固性與外觀耐受性。
檢驗產品包裝設計是否能有效保護內容物。
驗證內部易碎元器件（如玻璃、陶瓷件）的抗摔能力。
形象比喻：好比手機從桌上滑落到地面。
2. 沖擊試驗機：模擬瞬態的“猛烈碰撞”
核心場景：模擬持續時間極短、加速度極高的沖擊脈沖。這種沖擊可能來源于爆炸、車輛碰撞、火炮發射，或運輸過程中的粗暴裝卸。
物理本質：關注的是產品在瞬間（通常為幾毫秒到幾十毫秒） 承受極高加速度（可達數百乃至上萬G值）的能力。
測試目的：
考核產品內部結構的抗沖擊強度，特別是焊接點和接插件的牢固性。
驗證產品在極端惡劣環境（如軍工、航空航天）下的生存能力。
模擬鐵路、船舶運輸中可能遇到的連環碰撞。
形象比喻：好比汽車發生碰撞時，安全氣囊模塊所經受的考驗。
沃華慧通跌落試驗機系列
產品特點：跌落高度精準可調，釋放機構靈活可靠，確保試件瞬間自由跌落無阻礙。
展開 新能源與電子產品跌落測試的特殊要求與專業設備推薦
跌落，作為產品在運輸、攜帶及使用過程中最常見的事故類型之一，直接考驗著產品的結構完整性、功能穩定性與安全風險。因此，專業的跌落測試已成為產品研發與質量管控中不可或缺的嚴苛環節。然而，由于產品特性與測試目的的差異，對執行測試的試驗機也提出了獨特且嚴格的要求。
一、 為何跌落測試至關重要？
跌落模擬產品在意外跌落時承受的沖擊，旨在：
評估結構可靠性：檢驗外殼、內部支架、連接件是否破裂、變形或失效。
驗證功能完整性：確保跌落后的產品各項功能（如顯示、觸控、電氣性能）依然正常。
保障安全底線（尤其是新能源產品）：防止電池模組因跌落導致內部短路、漏液、起火或爆炸等嚴重安全事故，這直接關系到人身與財產安全。
滿足標準與認證：通過如IEC、UL、GB、UN38.3（針對鋰電池運輸安全）等一系列國內外強制性或行業性標準，是產品上市準入的前提。
二、 對跌落試驗機的特殊要求：精準、可靠、靈活
鑒于新能源產品（高能量密度、安全敏感）和電子產品（高度集成、結構精密）的特性，其跌落測試設備遠非簡單的“提升-釋放”裝置，必須具備以下核心能力：
1. 精準的跌落姿態控制
要求：測試標準通常嚴格規定跌落角度（如面、棱、角跌落）、姿態與初速度。試驗機必須能精確定位和釋放，確保試樣以預設的姿態自由跌落，保證測試的一致性與重復性。
挑戰：對于不規則形狀或重心偏置的產品，傳統手動或簡單夾具難以保證每次姿態的一致性。
2. 寬廣的測試參數范圍
要求：測試需求多樣，跌落高度可能從幾十厘米（模擬桌面跌落）到數米（模擬搬運跌落）不等；承載重量可能從幾百克的手機到數十公斤的電池包。設備需具備寬廣的高度調節范圍和大負載能力，同時保持釋放平穩、無旋轉或晃動。
展開 跌落試驗機在智能家居設備可靠性測試中的實踐
不同智能家居設備的測試重點
不同類型的智能家居設備因結構和功能差異，跌落測試的側重點不同：
智能穿戴設備（手表、手環）：重點測試 1-1.5 米高度的角跌落（模擬日常失手掉落）；關注屏幕抗摔性（如康寧玻璃是否碎裂）、表帶連接強度、防水性能是否受影響。
智能音箱 / 攝像頭：測試 0.5-1 米的面 / 棱跌落（模擬從桌面滑落）；重點檢查喇叭 / 麥克風功能、鏡頭密封性（防止進灰）、電路主板抗沖擊性。
掃地機器人：測試 0.3-0.5 米的面跌落（模擬從樓梯臺階滑落）；關注輪組、邊刷、吸塵口的結構穩定性，以及跌落后人機交互功能（如報警提示）。
智能門鎖：測試安裝過程中的跌落（如從 1 米高度跌落至水泥地）；重點檢查鎖體機械結構（如鎖舌伸縮是否正常）、指紋識別模塊是否失靈。
帶包裝的設備（運輸場景）：按 ISTA 標準測試包裝件的跌落（如 1.2 米高度）；評估包裝緩沖性能（如泡沫、紙箱是否有效保護設備），避免設備在包裝內損壞。
通過可靠性測試，可以提前發現智能家居設備在設計、制造過程中存在的潛在問題，如結構強度不足、零部件連接不牢固、電子元件抗沖擊能力差等。針對這些問題，研發人員可以對產品進行改進和優化，提高產品的質量和可靠性。北京沃華慧通測控技術有限公司可靠性測試設備可以為產品的質量認證、市場推廣以及售后服務提供有力的支持。在市場競爭日益激烈的今天，產品的可靠性已成為消費者選擇產品的重要考慮因素之一。只有具備高可靠性的智能家居設備，才能贏得消費者的信任，在市場上占據一席之地。
展開 智能眼鏡硬件可靠性：跌落、振動、溫濕度環境測試
其集成顯示模組、傳感器等精密硬件，日常跌落、通勤振動、溫濕度波動易導致故障，因此跌落、振動、溫濕度環境測試成為產品上市的必經之路，更是保障用戶體驗與品牌口碑的關鍵。
智能眼鏡的硬件可靠性，是其在預期場景中抵御環境應力、維持正常功能的能力。因其體積小、結構特殊、重心不均，傳統電子設備測試標準無法套用，需制定專項方案確保測試貼合實際，為產品優化提供依據。
跌落測試：抵御意外沖擊，守護結構與功能完整性
意外跌落在智能眼鏡使用中十分常見，跌落測試核心是模擬不同高度、姿態的跌落場景，驗證產品結構強度、部件連接及核心硬件穩定性，避免鏡片開裂、鏡腿斷裂等問題。
跌落測試主要參考IEC 60068-2-32標準，測試前需將樣品在標準環境（25℃±2℃，50%±5%RH）放置24小時；測試時用專業設備，消費級產品模擬1.2-1.5米跌落，工業級、戶外級提升至1.5-2米，覆蓋正面、側面等常見跌落姿態，部分專業測試還會結合真實跌落數據模擬非標角度，確保全面性。
全自動微跌測試系統WH-2108-5A 擁有五個獨立測試工位，可實現六面四角跌落，支持24小時無人值守連續測試，精準匹配智能眼鏡跌落測試的全場景需求，有效提升測試效率與精準度。
全自動微跌測試系統WH-2108-5A-北京沃華慧通測控技術有限公司
測試后需全面檢測外觀與功能：外觀檢查鏡片、鏡框等是否完好，功能測試顯示、觸控、傳感器及無線通信等是否正常。行業數據顯示，中低價位產品1.2米跌落鏡片開裂率31%，而經結構優化的產品一次跌落完好率可達91.7%，凸顯測試的優化價值。
振動測試：應對持續顛簸，保障硬件長期穩定
通勤、運動、工業巡檢等場景的持續振動，易導致智能眼鏡焊點脫落、電池接觸不良等故障。
展開 
聚焦 iPhone 17 測試需求：沃華慧通按鍵 / 跌落 / ESD 設備的實戰優勢
二、跌落測試設備
以定向跌落試驗機為例，其工作原理基于物理學中的自由落體運動與碰撞力學，通過精準控制跌落高度、角度與速度等參數，模擬手機在運輸、搬運、使用過程中可能遭遇的意外跌落場景，以此評估手機的耐摔性、結構強度及內部元器件的穩固性。
三、靜電放電（ESD）測試設備
在靜電放電測試領域，北京沃華慧通測控技術有限公司的 ESD 測試系統集成了智能協作機器人、LCD 視覺檢測、靜電槍、音頻檢測以及插拔機構。協作機器人憑借精準定位、安全靈活、操作簡便等特性，高效完成自動化檢測任務，確保手機在面對靜電干擾時都能穩定運行。
這對于日益智能化、集成化的手機，尤其是像 iPhone 17 這樣功能復雜的手機來說至關重要。因為手機內部的電子元器件越來越精密，對靜電的敏感度也越來越高，通過專業的 ESD 測試設備，能夠有效評估手機的抗靜電能力，保障用戶在各種環境下的正常使用。
總結：iPhone 17 性能測試的核心邏輯
iPhone 17 的性能測試需圍繞 “用戶實際體驗” 展開 —— 既要通過基準測試驗證硬件的 “理論性能上限”，也要通過真實場景測試（如日常使用、極端環境、多任務協同）驗證 “實際體驗下限”，最終確保 “性能強、體驗穩、耐用性高”，符合蘋果對旗艦機型的定位。
展開 消費電子耐久性測試專家：沃華慧通滾筒跌落試驗機應用指南
設備概述
沃華慧通的滾筒跌落試驗機，也常被稱為 “滾筒跌落測試儀” 或 “tumbling drop tester”，其核心目的是模擬產品在日常使用中可能發生的重復性、隨機性的跌落和碰撞，以評估產品的結構強度、耐用性和整體可靠性。
主要工作原理
設備內部通常是一個正六面體或八面體的滾筒（測試腔），內壁會安裝不同的擋板和障礙物（如臺階、棱角），以模擬真實環境中的撞擊點。
1、放置樣品：將待測產品放入滾筒內。
2、設定參數：設置測試總次數（跌落次數）、轉速等。
3、開始測試：滾筒以恒定速度旋轉，產品在離心力作用下隨滾筒壁上升，到達一定高度后自由跌落，與滾筒內壁、擋板或其他樣品發生隨機碰撞。
4、結果評估：測試結束后，檢查產品的外觀、結構、功能是否出現損壞或失效。
核心特點與功能
根據沃華慧通產品的典型配置，其滾筒跌落試驗機通常具備以下特點：
1、高精度控制：
轉速可調：精確控制滾筒轉速，從而控制跌落的頻率和強度。
計數準確：采用光電傳感器或編碼器，對跌落次數進行精確計數，達到設定值后自動停機。
2、人性化設計：
觀察窗口：滾筒通常配有透明亞克力或玻璃觀察窗，便于實時觀察測試過程。
靜音運行：采用優質電機和隔音材料，保證設備運行噪音較低。
安全保護：設有緊急停止按鈕、門開關保護等安全裝置，防止意外發生。
3、靈活配置：
內壁材質：可根據測試標準要求更換內壁材質，如ABS、不銹鋼等，以模擬不同撞擊表面。
內部結構：擋板數量和布局可能支持定制，以滿足特定測試需求。
多種規格：提供不同尺寸（如直徑、深度）的滾筒，以適應從小型TWS耳機到較大平板電腦等不同尺寸的產品。
展開 LG電子利用創新的流程自動化方法，在24小時內完成智能手機的跌落測試仿真
跌落測試仿真的常規周期一至兩周已不能滿足當今市場發展的要求。如今，通過Altair的技術，我們能夠將跌落測試所需時間從一周削減至數小時。”
LGE計劃將24小時跌落測試仿真系統應用于其新款手機的開發，Altair預測，這一標準化的自動化流程在其他類型消費電子產品（筆記本電腦、家用電器、空調等其他產品）的設計中將同樣大有用武之地。
LG電子利用HyperWorks創新的流程自動化方法，在24小時內完成智能手機的跌落測試仿真
其中一個典型流程便是跌落測試仿真，這是確保產品質量及穩健性的關 鍵因素，因此也是體現智能手機市場能力的重要因素。盡管LGE與其眾多競爭者一樣，也采用了計算機仿真技術來進行虛擬跌落測試，但卻無法順利縮短仿真時間。由于智能手機包含眾多具有微型特征的零件與組件，因此對其進行幾何清理、簡化以及網格劃分將耗費大量時間。此外，所必需的大量接觸定義也涉及到很多手動步 驟。整個測試過程還包括多種跌落與彎曲工況，而其中的分析設置也要占用大量時間。最后，后處理和生成報告也同樣耗時費力，從而進一步延長了獲得結果的時間。因此，行業內進行的跌落測試仿真（從設置、開展到分析）平均需要一至兩周的時間。其中最耗時的環節當屬建模與后處理，這兩個部分占投入總時間的60%到 80%。
鑒于以上情況，LGE與Altair強強聯合，尋求打造出一款無縫集成的跌落測試 仿真流程自動化系統，使LGE工程師在24小時之內便可完成虛擬智能手機的跌落測 試。此方法實現了建模、跌落和彎曲分析的完美結合，將顯著加快產品開發步伐，助力LGE斬獲行業競爭優勢。
“如今，通過Altair的技術，我們能夠將跌落測試所需時間從一周削減至數小時。”
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