? 自由跌落试验法
用外包装容器及缓冲材料包装试样，调整缓冲衬垫厚度或预定跌落高度对试样进行按预定状态自由落下，与冲击台面相撞击的试验强度逐渐增强的冲击试验，直至产品破损。
这些试验都是用来模拟物流过程中商品—包装系统所经历的冲击过程。 ? 实验的重要参量与曲线
① 临界加速度：产品受到冲击时，即将发生损坏
时的最大加速度。对于不同的冲击方向，同一产品通图1.3 跌落冲击实验原理常有不同的临界加速度。
② 临界速度增量：产品受到冲击时，即将发生损坏时的速度变化。对于不同的冲击方向，同一产品通常有不同的临界速度增量。
③ 破损边界曲线 3．仪器结构
? 碰撞机：分水平碰撞机和垂直冲击机 垂直（水平）冲击机：主要是由水平滑台、导柱、脉冲程序装置和底座等组成。
加速度测试装置：由加速度传感器、信号放大器和显示装置组成。其测试误差应在实际值的±5%之内。
速度测试装置：由光电装置组成。 ? 自由跌落试验法
跌落冲击机：由冲击台面、提升装置、支撑装置、释放装置组成。其中冲击台面为水平平面，其质量至少为试验样品质量的50倍：且其面积足够大，以保证试验样品完全落在冲击台面上：试验时整个冲击台面不移动、不变形。
提升装置在提升或下降过程中保证不损坏试验样品。
支撑装置在释放试验样品前能使试验样品处于预定位置状态。
释放装置在释放试验样品的跌落过程中，使试验样品不碰到装置的任何部件，
6
图1.4 垂直冲击机
图1.5 回转式跌落机
1、.货架 2、.链 3、.立柱 4、.标尺 5、.回转腕
保证其自由跌落。 4．实验步骤 ? 碰撞机试验方法
① 根据试验目的及有关国标GB/T 4857.17规定准备试样（产品）； ② 按GB/T 4857.1 的规定，对试样各部位进行编号。
③ 按GB/T4857.2的要求按试样实际工作环境选定一种条件对试样进行温湿度预处理；
④ 将试样按预定状态有效的固定在试验台上，加速度传感器应牢固的安装在试样的基础部分上；
⑤ 由小到大设定一系列跌落高度值，计算出其速度增量值，并逐一进行冲击试验，每次冲击后检查试样是否损坏，以确定是否继续进行试验；由此可测得临界速度增量值。将产品损坏时的试验值与未损坏时的最后一次试验值平均做为临界速度增量值；
⑥ 选定一个跌落高度，其产生的冲击速度增量应在两倍临界速度增量以上。调整脉冲程序装置由小到大设定一系列脉冲加速度值，并逐一进行冲击试验，每次冲击后检查试样是否损坏，以确定是否继续进行试验；由此可测得临界加速度值。将产品未损坏时的最后一次试验值做为临界加速度值。 ? 自由跌落试验方法
① 根据试验目的及有关国标GB/T 4857.17规定准备试样、能容下试样的外包装容器以及厚度可逐步减少的缓冲衬垫，将其组成包装件试样； ② 按GB/T 4857.1 的规定，对试验样品各部位进行编号。
③ 按GB/T4857.2的要求按试样实际工作环境选定一种条件对包装件试样进行温湿度预处理；
④ 根据试样实际流通环境选择跌落高度和冲击方向；
⑤ 在一定跌落高度的情况下，由大到小设定一系列缓冲衬垫厚度值，将试样放在上面并用外包装包好，将加速度传感器牢固的安装在试样的有效刚性基础上；并逐一进行冲击试验，每次冲击后检查试样是否损坏，以确定是否继续进行试验；由此可测得临界加速度值。将产品未损坏时的最后一次试验值做为临界加速度值。 ⑥ 在一定缓冲衬垫厚度的情况下，由小到大设定一系列跌落高度值，进行上述试验；也可测得临界加速度值。 5．仪器操作
? Y52100—2/ZF型垂直冲击实验机
① 检查空气弹簧两压板之间的支撑高度是否为130—140mm，如不够可打气，使其每个达到规定高度。打气时，使用空压机，压力表指示为0.4MPa。
② 接通电源，打开设备，出现初始界面。
7
③ 在初始界面上按公司会标左或右即出现下一界面： a. 按一下“油泵”键。
b. 选择工作方式，默认为手动方式，按一下“自动”键为自动方式，再按一次又是手动方式。
④ 选择手动方式，按“下页”键进入下一个界面：
a. 按“系统运行”键进入系统运行界面：按“台面上升”键使之上升一定高度（注意不要到预定高度）。
b. 根据所选择的冲击波形更换台面下部的冲击砧。然后按“台面下降”键使台面下降到最低。
⑤ 按“上页”键回到“系统参数设定与检查”界面：
a. 按“参数设定”键进入设置界面：按相应触摸键，即可设定冲击次数、冲击高度、抱闸时间，用“－”、“＋”来改变其值。
b. 按“参数检查”键检查设置是否确定。
⑥接通电源，依次打开显示器、工控机，电荷放大器电源，机器进入自检状态。 ⑦打开软件，单击“参数设置”，输入灵敏度、预置加速度、脉宽、校准峰值，然后按“确认”键进行试验状态。
⑧系统运行”键进入系统运行界面
a. 当“手动”灯亮时，表明目前是手动操作进行实验：
先按“台面上升”键（再按一次为停止），使之上升到预定高度，再按“台面上升”键让其停止；
再按“活塞下”键，刹车抱闸，活塞杆下降到最低位置时，跌落指示灯亮； 电脑中按“采集”键，与此同时设备按“跌落”键，刹车松闸，台面自由跌落。 b. 当“自动”灯亮时，表明目前是自动操作进行实验：
电脑中按“采集”键，与此同时设备按“自动运行”键，冲击台将按设定的参数要求作自动循环冲击实验。
⑨要停止实验时，当台面和活塞杆下降到最低位置时，按“停止”键，然后关掉电源。
? 跌落冲击机（DJ-100B型）
① 将试样放在支撑装置，要求需测试的部位朝下； ② 将设定高度的行程开关调到所需的高度； ③ 按“上升”键，提升试样至所需跌落高度； ④ 按“拉紧拉簧”键，将释放装置的拉簧拉紧； ⑤ 按“跌落”键，用下列预定状态释放试验样品： a．面跌落时，试验样品跌落面与水平面之间增值角≤2°；
b．棱跌落时，试验样品跌落棱线与水平而之间夹角≤2°，并使试验样品的重
8
力线通过被跌落棱线；
c．角跌落时，试验样品上规定面与冲击台面之间的夹角误差不大于±5°或此夹角的10%（以较大数值为准），使试验样品的重力线通过被跌落的角。 ⑥ 跌落后检查试样的损坏情况，并记录试验结果。
⑦ 按“复位”键，将释放装置回复原位，再按“下降”键，将提升装置降到合适的位置。
? 跌落冲击机（PDT227型）
①检查并确保电源及压缩空气已正确联结；打开气源，确保空气压力在0.6－0.8MPa的范围内。
②打开手持控制器的电源（ON），ON/OFF 按钮亮代表系统已供电并进入正常工作状态；
③按要求设置跌落高度：按住控制器的“SET”按钮并同时按下“UP/DOWN”按钮调节高度数值，然后按住控制器的“HEIGHT RETURN”按钮使托架自动到达指定高度；
④确保挂钩已经挂上托架，否则应按下控制器的“RESET”按钮使其挂上。 ⑤将试件放置在托架上，注意放置时应与托架后方有一定空隙（2厘米为佳）；在进行边角和棱的跌落时，可以使用边角固定器辅助固定。
⑥确保托架/试件的下落轨迹上没有任何障碍。
⑦所有实验人员已到达安全的操作区域；按住控制器上的“ARM”按钮并同时按下“DROP”按钮开始跌落试验；
⑧试验完毕后按下“RESET”使挂钩复位，复位时请注意确认无人在跌落区。 ⑨试验完毕关闭试验机的电源和气源。（将台面降低至最低处）。
四．实验仪器
跌落试验机、垂直冲击试验机、冲击振动实验台监测仪、智能信号采集和处理分析系统
五．思考题
1．产品脆值测试有哪几种方法？分别有什么优缺点？
9
实验二 缓冲材料静态缓冲性能的测定 一．实验内容
理解缓冲系数的概念，掌握静态缓冲系数的测试方法
二．实验目的
a．熟悉仪器的原理及使用方法，学习分析实验结果 b．了解流通环境中缓冲包装对运输包装件的作用
c．掌握国家标准测试方法，了解和分析试验产生误差的原因
三．实验原理及实验步骤
1．实验概述 ? 缓冲包装
是在产品外表周围放上能吸收外部振动和冲击的材料，以使产品不受损伤的包装方法。 ? 缓冲材料
主要有泡沫类、纤维类、碎屑类、橡胶类、弹簧类等，其具有良好的吸收性能、回弹性、抗蠕变性，并且化学性能稳定。
静态缓冲性能测试实验用于评定包装件在储存堆码时缓冲材料的性能
2．实验原理
本实验原理是通过万能材料试验机对试样施加静态压缩负荷时测定缓冲材料的形变情况，经过数据分析和处理后得出的静态缓冲性能的方法。
可分为A法（不进行预处理）和B法（进行预处理后再实验）
3．仪器结构
万能材料试验机由电气控制及机械两部分组成。 机械部分：工作台、传动机构、上压板等组成。 电气控制部分：电器控制器、压力传感器、信号接收器、电脑、打印机等组成。 4．实验步骤：
? A法（不进行预处理）
① 试样的采集：试样尺寸为100×100 mm，
10
图2.1静态压缩试验原理
图2.2 万能材料试验机