跌落的案例
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 你了解多少跌落試驗機？專業跌落試驗機讓產品更抗造
產品在生產、運輸、儲存及使用過程中，不可避免地會遭受各種外力沖擊，其中跌落沖擊是較為常見且具有破壞性的一種。跌落試驗機作為模擬產品跌落場景、檢測產品抗跌落性能的專業設備，其重要性不言而喻。通過使用跌落試驗機，企業能夠在產品研發、生產及質量管控環節，提前發現產品在跌落沖擊下可能出現的問題，如外殼破裂、內部零部件松動或損壞等，從而有針對性地改進產品設計與生產工藝，提高產品質量，降低售后風險。這不僅有助于企業提升品牌形象，增強市場競爭力，還能保護消費者權益，促進整個行業的健康發展。
跌落試驗機分類與特點
1、按結構分類
單臂跌落試驗機：具有結構相對簡單、操作便捷的特點。其通過單臂將樣品提升至設定高度后釋放，適用于小型、重量較輕的產品測試。例如，在小型電子產品如耳機、智能手表等的研發與質量檢測中應用較為廣泛。單臂設計使得設備占地面積較小，成本相對較低，對于一些預算有限且主要進行小型產品測試的企業來說是較為合適的選擇。單邊跌落試驗機 WH-2109-A-北京沃華慧通測控技術有限公司
單邊跌落試驗機 WH-2109-A
雙臂跌落試驗機：雙臂結構使其能夠更好地支撐和提升較大尺寸或較重的產品。相比單臂跌落試驗機，雙臂跌落試驗機在穩定性和承載能力方面具有優勢。常用于大型家電產品（如冰箱、洗衣機）、汽車零部件等產品的跌落測試。其可以更準確地模擬這些大型產品在實際運輸或使用過程中的跌落情況，確保測試結果的可靠性。
2、按控制方式分類
手動跌落試驗機：操作方式較為直觀，主要依靠人工手動調節跌落高度、釋放樣品等。這種類型的跌落試驗機成本較低，適合對測試精度要求不是特別高、測試頻率較低的小型企業或實驗室。例如，一些從事簡單玩具生產的小工廠，可能會使用手動跌落試驗機對玩具產品進行基本的跌落性能檢測。
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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。
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在很多跌落測試中，尤其是電子電器行業會有產品多次跌落的一個要求，那么我們怎么在第一次跌落的基礎上，保留產品跌落后的應力應變進行二次跌落呢，這就涉及到軟件一個完全重啟動的功能。
如下動圖為水壺底面二次跌落的一個過程，水壺先進行第一次跌落，然后用阻尼法消除動能，接著進行二次跌落，在消除動能。注意左右兩副動圖右上角的計算時間。0-0.01s為第一次跌落，0.01-0.03s為阻尼周期，消除動能，0.03-0.04s為二次跌落，0.04-0.06s為阻尼周期。
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科普時刻 | 什么是跌落測試？
跌落測試是一種受控試驗，旨在研究產品從特定高度和方向跌落到硬表面上時發生的情況。每次測試后，工程師都會測量沖擊大小、對功能的影響以及任何外觀損傷。他們使用這些信息來改進設計或確定當前結構是否可行。
大多數人都熟悉對手機等消費類電子產品的測試，但除此之外，工程師在航空航天、消費品、重型機械、醫療設備甚至核材料運輸等眾多行業都會采用跌落測試。
任何跌落測試的目標都是確保產品和包裝設計能夠承受合理次數的跌落，并保證安全性、正常運行且不會造成外觀損傷。除了物理測試之外，大多數公司還會在設計流程的早期階段使用仿真進行虛擬跌落測試，以降低成本。
跌落測試主要研究產品在兩個方面可能發生的損壞。第一個方面是在使用前的運輸和存儲過程中，第二個方面是在設備使用過程中。在使用前階段，產品通常有某種類型的包裝，因此需要進行包裝跌落測試，以評估包裝的耐用性。然后再對產品本身進行測試，以了解在最終用戶那里的使用過程中的意外跌落時會發生什么情況。
有效跌落測試指南
進行有效且信息豐富的跌落測試的關鍵在于，建立符合行業標準的跌落測試程序，為設計團隊提供有用信息，并對包裝和產品設計進行驗證。
跌落測試目標
任何跌落測試項目的第一步，都是確定測試的目標和對象。有時，唯一的測試目標就是滿足FedEx等托運商或Amazon、Sam's Club等分銷商所要求的標準。在另一些情況下，設計團隊需要使用測試數據來優化產品或包裝設計。目標應被清晰記錄，并用于制定測試計劃。
跌落測試中使用的變量
產品可以從無數個高度、多種不同的方向和多種環境條件下跌落，這些都是可由標準或設計團隊定義的變量。有效的跌落測試應對以下變量進行明確定義：
跌落高度：重力會加速物體自由下落，因此跌落的高度決定了測試樣本撞擊沖擊表面時的速度，也決定了沖擊能量。
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跌落測試是一種受控試驗，旨在研究產品從特定高度和方向跌落到硬表面上時發生的情況。每次測試后，工程師都會測量沖擊大小、對功能的影響以及任何外觀損傷。他們使用這些信息來改進設計或確定當前結構是否可行。
大多數人都熟悉對手機等消費類電子產品的測試，但除此之外，工程師在航空航天、消費品、重型機械、醫療設備甚至核材料運輸等眾多行業都會采用跌落測試。
任何跌落測試的目標都是確保產品和包裝設計能夠承受合理次數的跌落，并保證安全性、正常運行且不會造成外觀損傷。除了物理測試之外，大多數公司還會在設計流程的早期階段使用仿真進行虛擬跌落測試，以降低成本。
跌落測試主要研究產品在兩個方面可能發生的損壞。第一個方面是在使用前的運輸和存儲過程中，第二個方面是在設備使用過程中。在使用前階段，產品通常有某種類型的包裝，因此需要進行包裝跌落測試，以評估包裝的耐用性。然后再對產品本身進行測試，以了解在最終用戶那里的使用過程中的意外跌落時會發生什么情況。
有效跌落測試指南
進行有效且信息豐富的跌落測試的關鍵在于，建立符合行業標準的跌落測試程序，為設計團隊提供有用信息，并對包裝和產品設計進行驗證。
跌落測試目標
任何跌落測試項目的第一步，都是確定測試的目標和對象。有時，唯一的測試目標就是滿足FedEx等托運商或Amazon、Sam's Club等分銷商所要求的標準。在另一些情況下，設計團隊需要使用測試數據來優化產品或包裝設計。目標應被清晰記錄，并用于制定測試計劃。
跌落測試中使用的變量
產品可以從無數個高度、多種不同的方向和多種環境條件下跌落，這些都是可由標準或設計團隊定義的變量。
展開 跌落試驗機在智能家居設備可靠性測試中的實踐
然而，設備在日常使用中難免會遇到各種意外情況，其中跌落是較為常見且可能對設備造成嚴重損壞的情況之一。
智能家居設備的可靠性直接關系到用戶體驗和市場口碑。一次因跌落導致的設備故障，不僅可能使消費者對產品失去信心，還可能引發一系列售后問題，增加企業成本。因此，在產品研發和生產過程中，對智能家居設備進行嚴格的可靠性測試至關重要。跌落試驗機作為模擬跌落場景的專業設備，在智能家居設備可靠性測試中發揮著不可或缺的作用。通過跌落試驗機的測試，能夠提前發現產品在結構設計、材料選擇等方面存在的缺陷，為產品改進提供依據，從而提高產品的可靠性和市場競爭力。
智能家居設備可靠性測試需求分析
1、智能家居設備常見的跌落場景
智能家居設備在實際使用過程中，可能會因為各種原因發生跌落。例如，智能音箱可能會因用戶不小心碰撞或放置不穩而從桌面跌落；智能攝像頭可能會在安裝或調整位置時不慎掉落；智能門鎖在安裝過程中也存在跌落的風險。此外，在運輸和倉儲過程中，智能家居設備也可能會受到震動、碰撞等因素的影響而發生跌落。
根據對實際使用場景的調查和分析，常見的跌落高度一般在 0.5 米至 2 米之間，跌落角度則包括正面跌落、背面跌落、側面跌落以及邊角跌落等多種情況。不同類型的智能家居設備由于其使用方式和安裝位置的不同，其常見的跌落場景也存在一定差異。例如，智能音箱多放置在桌面等平面上，正面和側面跌落的概率相對較高；而智能攝像頭通常安裝在墻壁或天花板上，背面跌落的可能性較大。
2、可靠性測試的重要性
可靠性是衡量智能家居設備質量的重要指標之一。一個可靠的智能家居設備應能夠在正常使用條件下，穩定地運行并實現其預期功能，同時在遇到意外情況（如跌落）時，仍能保持一定的性能和安全性。
展開 家用小型USB充電風扇跌落分析
地面膠合木板設為全約束固定底面，整體方式16個part設有4.00m/s的跌落速度，跌落距離為0.8m。
完成前處理操作后進行求解，輸出文件類型為LSDYNA，輸出結果文件用LSDYNA中的LSPP打開來進行跌落的后處理操作。
基于SimLab的耳機充電底座的多角度跌落分析
*作者：高上地
大北歐通訊設備中國有限公司
跌落分析對產品設計至關重要，由于產品本身的重量較大，在跌落過程中局部結構損傷的風險較高，此外，跌落過程中的結構變形和加速度過大，均可能對外形及其它功能器件產生較大影響，這些設計風險，都是我們需要在開模前需要考慮的。通過跌落仿真，可以提前預知可能的風險，并給出優化的建議。是目前產品設計中不可缺少的一環。
然而，跌落仿真往往需要設計已經具有一定的成熟度，此時留給仿真分析的時間已經并不多，此外，風險最高的跌落方向如何確定，也一直是較有挑戰的工作，基于對設計的了解，通常需要與結構工程師溝通可能的高風險方向，而這樣的方向，往往不止一個。因此，只有能夠在有限時間內，快速高效的完成多個方向的跌落仿真，才能發揮跌落仿真的最大價值。
本文基于 SimLab 對一個耳機充電底座進行跌落仿真分析，用實際案例展示 SimLab 軟件在電子產品跌落仿真方面的優勢。SimLab 軟件對跌落分析進行了很深入的定制化開發，使得跌落分析變得非常高效：
一方面，SimLab 的幾何清理工具降低了仿真工程師和結構工程師在幾何模型質量方面的溝通成本；其次，內置的針對跌落定制化的網格劃分工具，可以快速劃分高質量四面體網格；
此外，SimLab 還提供了 DOE 工具，可以快速建立多個方向的跌落分析，而不需要反復的導入模型，創建地板等重復性工作。
這些工具極大的提高了跌落仿真的工作效率，讓設計人員可以及時趕在開模前發現結構的薄弱區域。
1.幾何模型及工況介紹
充電底座主要放置在桌面，因此跌落高度設置為1m，計算時間為8ms。在 SimLab 中進行網格劃分，并用 DropTest 工具創建跌落工況，設置跌落高度、重力加速度、跌落方向以及跌落時間。
展開 基于hypermesh+lsdyna不同部位二次跌落——水壺不同部位連續跌落分析 ￥40
對于電子類產品，一些公司會要求對產品進行一個不同部位連續跌落，比如包裝跌落測試，要求進行面、棱、角的一個跌落，相較于上一個貼子中同一部位連續跌落的分析略有不同，需要考慮跌落的速度方向，剛性墻的二次建立等等。
首先，第一次跌落和常規并沒有什么太大的區別，唯一要注意的是要單獨建立一個局部坐標系，局部坐標系的XYZ方向與全局坐標系保持一致，并在重力載荷loadbody中添加這個局部坐標系，
電子行業跌落試驗機應用解析：從手機到耳機的抗摔檢測與解決方案
這個高度模擬了用戶手持使用（約腰部、胸部高度）跌落至地面的場景。IEC標準建議≤2kg的手持產品應滿足1.0m。
TWS耳機：考慮到耳機更易從耳朵滑落（高度約1.5m-1.6m），測試高度通常設定為 1.2m - 1.5m。
跌落面選擇：
標配：大理石/混凝土（模擬堅硬地面，如商場、馬路）或 鋼板（模擬極硬工業環境）。
選配：地毯/木板（模擬家居環境）。對于高端耳機，還需模擬瀝青路面的粗糙質感。
跌落角度（關鍵）：
微跌落：針對手機四角及四邊進行定向跌落。數據顯示，手機角部著地的損壞率遠高于面著地，因為沖擊力集中于極小面積。
滾筒跌落：針對TWS耳機及小型充電寶，模擬在口袋或包里的翻滾碰撞，通常要求連續跌落300次以上，每50次檢查一次外觀。
3. 檢測數據解讀：從“外損”到“內傷”
跌落結束后，僅憑“屏幕碎沒碎”判定合格遠遠不夠。專業的檢測應包括以下三個維度：
外觀與結構：檢查殼體是否有裂紋、縫隙是否變大、耳機柄是否變形。
功能與電氣：手機是否自動關機、屏幕觸控是否失靈、攝像頭能否對焦；TWS耳機是否斷連、敲擊控制是否失效。
深層體檢：拆機檢查（PCB板是否有裂紋、焊點是否脫落）、X-Ray檢查（內部排線、電池是否變形）。對于高端機型，引入 跌落應變測試，通過在PCB板貼附應變片，捕捉跌落瞬間的微小應力峰值，評估焊點壽命。
定制化解決方案建議
針對折疊屏與手機測試：全自動定向跌落試驗機 WH-2116-B
痛點解決：解決折疊屏“角度刁鉆”的問題。
核心優勢：
任意角度跌落：該設備支持空間任意角度的跌落測試。對于折疊屏手機，可以精準設定屏幕懸停狀態下的斜角跌落，完美復現用戶手滑時的姿態。
視覺引導自動上料：高端型號集成機器視覺與機械臂，可實現自動撿拾和翻面。
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行業應用方案 | 顯式跌落分析
一
3C產品
手機跌落
家電產品跌落
電腦、服務器跌落
顯示屏跌落
帶包裝/保護殼跌落
PCB板跌落
鼠標跌落
相機跌落
智能手表跌落
二
航空航天
直升機/無人機等墜撞
飛機陸上/水上迫降
衛星陸上/水上回收
降落傘仿真
空投過程仿真
鳥撞分析（擴展應用）
客艙設計
復合材料設計
三
交通運輸
電池包跌落
BMS跌落
商用車A柱碰
船舶入水、海浪砰擊
集裝箱貨物
四
國土安全
侵爆仿真
展開 技術干貨 | 連續跌落太麻煩？HyperWorks自動建模工具了解一下
啪嗒，這是心碎的聲音
消費電子、網絡設備、家電等行業需要對產品進行不同區域的多次跌落試驗，以研究產品在已有損傷的情況下，再次發生跌落，產生的影響。連續跌落仿真計算，可以對多次跌落產生的損傷累計進行查驗，滿足產品強度驗證的需求。
即使帶有包裝，運輸中的跌落仍會損壞產品
背部跌落
角部跌落
多次跌落的仿真建模，需要考慮諸多問題
連續工況：需要繼承前一步結果繼續計算，累計應力、應變、損傷等。
沖擊位置：角點、側邊、屏幕或背板等。
沖擊速度：不同的速度大小和方向，且要按照時序依次施加。
重力方向：對應每次沖擊不同的位置，重力方向需要配合跌落沖擊方向，在對應的地面上建立局部坐標系。
回彈和能量釋放：每次跌落沖擊后，產品還會在空中“飛行”，內部也會有彈性應力，在進行下一次分析之前，要讓產品恢復到靜止穩定狀態。僅靠結構阻尼，需要非常多的計算時間。
15% 結構阻尼，結構持續振動仍沒有明顯衰減
使用動能釋放，一到兩個周期以內振動基本停止
地面隨動：前序跌落過程中，后續要使用的地面需要跟隨產品運動，保證定義好的沖擊位置不變。
接觸切換：只有參與跌落的地面與產品之間的接觸生效，其他接觸暫時失效避免發生穿透或影響產品運動。
因此整個建模過程復雜，難以掌握，容易出現紕漏而導致計算失敗。
展開 行業應用方案 | 顯式跌落分析
一、3C產品
手機跌落
家電產品跌落
電腦、服務器跌落
顯示屏跌落
帶包裝/保護殼跌落
PCB板跌落
鼠標跌落
相機跌落
智能手表跌落
二、航空航天
直升機/無人機等墜撞
飛機陸上/水上迫降
衛星陸上/水上回收
降落傘仿真
空投過程仿真
鳥撞分析（擴展應用）
客艙設計
復合材料設計
三、交通運輸
電池包跌落
BMS跌落
商用車A柱碰
船舶入水、海浪砰擊
集裝箱貨物
四、國土安全
侵爆仿真
核燃料容器跌落
核電設施抗撞擊
混凝土防護設計
五、醫療、其他
醫療設備跌落
專用工具跌落
防護網設計
防護頭盔
Ansys LS-DYNA顯式有限元及相關技術是解決跌落沖擊問題的最佳方案
一般情況下
展開 慧通測控跌落試驗機如何守護手機、耳機可靠性，降低 30% 售后痛點
內部元器件分析
拆機檢測：對異常樣品拆機，檢查主板焊點、排線連接、電池固定、元器件位移情況，70% 的跌落故障源于內部隱性損傷。
數據整合：結合跌落高度、姿態、沖擊面與損傷結果，形成《跌落測試失效分析報告》，明確產品薄弱環節，如 “手機 1.2 米水泥板角跌落，導致屏幕排線焊點脫落”。
四、沃華慧通測控：定制化跌落解決方案，精準匹配電子行業需求
針對電子行業手機、耳機、平板的抗摔檢測痛點，北京沃華慧通測控技術有限公司推出全系列跌落試驗機，以高精度、全自動化、場景化適配，為企業提供從研發到量產的全流程質量管控方案。
1. 核心產品矩陣
1.1自動隨機跌落試驗機WH-6406
核心優勢：最大跌落高度 1.9 米，精度 ±0.5mm，支持面、棱、角全姿態測試；自動上料、自動釋放、自動計數，單次跌落耗時＜10 秒，效率提升 60%。
適配場景：手機、平板批量測試，花崗巖跌落面還原極限場景。
1.2全自動微跌落試驗機
核心優勢：5 工位獨立運行，可同時測試 5 臺設備，每工位支持 6 面 4 角跌落；跌落高度 10-300mm 可調，測試頻率 5-30 次 / 分，適配 TWS 耳機、小型電子配件微摔測試。
場景價值：解決小型產品人工測試效率低、姿態難控制的問題，自動識別失敗次數，數據 100% 準確。
1.3滾筒跌落試驗機
核心優勢：轉速精準可調，內壁材質（ABS、不銹鋼）可定制，配透明觀察窗與安全保護裝置；支持從耳機到平板全尺寸產品測試，符合 GB/T 2423.7 標準。
場景價值：模擬產品隨機翻滾跌落，高效驗證長期使用可靠性，降低疲勞損傷漏檢率。
2.
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