一、跌落试验

跌落试验作为冲击测试中的一部分，旨在模拟纸箱在生产、运输和搬运过程中可能经历的跌落情况，测试时将包装件按规定高度跌落于坚硬、平整的水平面上，评定包装件承受垂直冲击的能力和包装对内装物保护能力的试验。跌落是导致运输包装件发生破损最直接、最直观的一种运输危害。跌落试验的参考标准，根据国标GB/T 4857.17-2017 规定，对于质量不大于70kg包装件，执行标准GB/T 4857.5《包装 运输包装件 跌落试验方法》；对于质量大于70kg包装件，执行标准GB/T 5398《大型运输包装件试验方法》。

图1 跌落图片

一般所说的瓦楞纸箱（简称纸箱）就是指运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱，内装物的最大质量55kg，执行标准是GB/T 6543-2008。它属于质量不大于70kg小型运输包装件，人工搬运比较多，跌落方式采用自由跌落试验。对于质量大于70kg瓦楞纸箱，机械搬运比较多，跌落方式采用旋转跌落试验。

跌落试验按放置方式，分为三种：角跌落、棱跌落和面跌落。自由跌落试验最常用，本文详细介绍一下自由跌落的测试方法。

二、参考方法标准

GB/T 4857.5、ISO 2248、JIS Z0202-87

三、检测原理

提起试验样品至预定高度，然后使其按预定状态自由落下，与冲击台面相撞，示意图如图2所示。

 图2 自由跌落示意图

四、检测设备

检测设备包括冲击台、提升装置、支撑装置和释放装置四个部分组成。跌落试验机（以PN-DT15机型为例）外形结构如图3所示。

图3 PN-DT15 跌落试验机

1. 冲击台

冲击台面为水平平面，试验时不移动，不变形，并满足下列要求：

a.为整块物体，质量至少为试验样品质量的50倍；

b.要有足够大的面积，以保证试验样品完全落在冲击台面上；

c.在冲击台面上任意两点的水平高度差不得超过2mm；

d.冲击台面上任何 100mm²的面积上承受10 kg的静负荷时，其变形量不得超过 0.1mm。

2. 提升装置

在提升或下降过程中，不应损坏试验样品。

3. 支撑装置

支撑试验样品的装置在释放前应能使试验样品处于所要求的预定状态。

4. 释放装置

在释放试验样品的跌落过程中，应使试验样品不碰到装置的任何部件，保证其自由跌落。

五、测试过程

（一）试验样品的准备

按GB/T 4857.17《包装运输包装件编制性能试验大纲的一般原理）》的要求准备试验样品。一般用正常运输包装件作为试验样品。考虑到包装件内装物的特性和价值时，可以采用模拟内装物。模拟内装物尺寸及物理性质，均应接近预定内装物的尺寸及物理性质，并按发货运输前的正常程序对包装件进行封装。

（二）试验样品各部位的编号

 按照国标GB/T 4857.1《包装 运输包装件 试验时各部位的标示方法》的规定，对试验样品的各部位进行编号，如图4所示。 

 图4 样品各部位标识示意图

a. 面：上表面表示为1，右侧面为2，底面为3，左侧面为4，近端面为5，远端面为6。

b. 棱：棱是由组成该棱的两个面的号码表示（如纸箱上表面1和右侧面2相交形成的棱用1-2表示）。

c. 角：角是由组成该角的三个面的号码表示（如2-3-5是指纸箱的右侧面2、底面3和近端面5相交组成的角）。

（三）试验样品的预处理

按GB/T 4857.2《包装 运输包装件 基本试验 第2部分：温湿度调节处理）》的规定，选定一种条件对试验样品进行温湿度预处理。

（四） 试验时的温湿度条件

试验应在与预处理相同的温湿度条件下进行。如果达不到预处理条件，则应在尽可能接近预处理温湿度条件下进行试验。

（五） 试验强度值的选择

按GB/T 4857.17《包装 运输包装件 编制性能试验大纲的一般原理》的规定选择试验强度值。GB/T 4857.18-1992被GB/T 4857.17-2017代替。依据包装件运输环境条件，试验强度分为下面3个等级：等级1，非常长距离运输（大于2500km）或预期运输路况较差；等级2，长距离运输，公路、铁路设施较为完备，气候温和；等级3，短距离国内运输（小于200km），预期没有特殊的危害。包装件跌落执行标准是GB/T 4857.5，试验方案见表1。

表1 跌落高度

也就是说，质量不大于30kg的瓦楞纸箱数量至少需要11个：底面3、右侧面2、近端面5、底上的4条棱（3-2、3-4、3-5、3-6）与底面上的4个角（3-2-5、3-2-6、3-4-5、3-4-6）。质量大于30kg不大于70kg的瓦楞纸箱数量至少需要9个：底面3、底面上的每条棱（3-2、3-4、3-5、3-6）和底面上的4个角（3-2-5、3-2-6、3-4-5、3-4-6）。

（六）试验步骤

(1) 提起试验样品至所需的跌落高度位置，并按预定状态将其支撑住。提起高度与预定高度之差不超过预定高度的±2% 。跌落高度是指准备释放时试验样品的最低点与冲击台面之间的距离。

(2) 按下列预定状态，释放试验样品：

a.面跌落时，使试验样品的跌落面与水平面之间的夹角最大不超过2°；

b.棱跌落时，使跌落的棱与水平面之间的夹角最大不超过2°，试验样品上规定面与冲击台面夹角的误差不大于士5°或夹角的10%（以较大的数值为准），使试验样品的重力线通过被跌落的棱；

c.角跌落时，试验样品上规定面与冲击台面夹角的误差不大于士5°或夹角的10%（以较大的数值为准），使试验样品的重力线通过被跌落的角。

d.无论何种状态和形状的试验样品，都应使试验样品的重力线通过被跌落的面、线、点。

 (3) 实际冲击速度与自由跌落时的冲击速度之差不超过自由跌落时的士1%。

 角跌落                棱跌落                面跌落

图5 面跌落 棱跌落和角度示意图

六、结果分析

试验后按有关标准或规定检查包装及内装物的损坏情况。并分析试验结果试验后检查包装及内装物的损坏情况。

七、可能的错误操作及误差来源

（一） 可能的错误操作

（1）测试完没把跌落臂落下

每次测试完毕，须把跌落臂落下，以免长时间复位的跌落臂把弹簧拉变形，影响测试效果，每次跌落前请先复位置电机停止转动后方可按跌落键。

（2）机油加错

新机到厂安装完成后，须在滑动圆杆处加适当低浓度机油，严禁加入防锈油或高浓度机油及积压中带有腐蚀性油类。

（二） 主要误差来源

主要是仪器的精度，支撑装置和释放装置的中心是否对齐，无论何种状态和形状的试验样品，都应使试验样品的重力线通过被跌落的面、线和点。另外，试样的放置也有影响。棱跌落时，试样上面的棱卡在释放装置的卡槽内，试样下面的棱卡在支撑装置的卡槽内；角跌落时，试样上面的角卡在释放装置的卡槽内，试样下面的角卡在支撑装置的卡槽内。

本文2024年10月，发表于《纸箱世界》杂志