[摘 要] 产品在生产、流通过程等中时常会有被冲击、跌落的现象发生。随着中我国科技的发展，对产品进行相关的冲击试验和对产品包装进行相关的跌落试验考核是非常必要的。但许多相关人员以至于许多相关生产试验设备的相关厂家对相关问题的理解也并没有达到一定的深度，一味的只知道照本按相关标准实施。本文是针对这一问题，以有关部分冲击试验、跌落试验、自由跌落试验、包装跌落试验，即 “可恢复性弹性冲击” 试验（“半正弦波冲击”试验）为例，从原理到实际对该类试验分析验证进而加深理解。
　　[关键词] 冲击试验 跌落试验 自由跌落试验 包装跌落试验 半正弦波
　　
　　1.引言
　　
　　产品从生产、运输、销售到用户应用等过程中的，都要经过运输、卸载、搬运、堆码等过程，在这些过程中，产品的包装以及产品本身不可避免地要处于振动、冲击甚至翻滚和跌落等力学环境中。这些环境往往可能导致产品的性能损伤或可靠性降低，从而影响产品的性能和质量，这些都不利于“科学发展观、建设和谐社会”的具体要求。因此，对产品及其包装进行相关的冲击、跌落等试验是必要的。
　　（1）通过对“半正弦波冲击”试验本质的深刻理解，有利于增强相关试验人员知晓了对相关产品作相关 “半正弦冲击、跌落等试验”的原因，进而理解该项试验该作什么，怎么作该项试验等问题；
　　（2）通过对“半正弦波冲击”试验本质的深刻理解，有利于提高相关技术人对该类试验的理解，加深该类试验本质的理解，进一步提高对试验中的加速度a、脉宽T等来衡量其相关性能指标量的理解；
　　（3）通过对“半正弦波冲击”试验本质的深刻理解，更加深刻理解试验，抓住试验原因、本质，才能更好的保证试验的合理、有序进行，进而得到可靠的试验结果，为以后的生产、解决问题提供保证。
　　
　　2.“半正弦波冲击”试验以“跌落试验”为例
　　
　　跌落试验可以用自由落体模型来表示。其往往用来考察缓冲材料（这里只考虑“可恢复性弹性材料”即非“气体弹性缓冲材料”）的性能，即产品的包装性能等，进而保证产品安全。其对应的试验设备是“跌落试验台系列”。
　　对于自由落体运动，忽略跌落过程中的空气阻力和摩擦力（由于实际环境因素等原因，其对试验结果影响很小，从而可以忽略不记），由其运动全过程，其满足“机械能守恒定律”，进而得出以下模型及运动学公式：
　　（1）“产品”做自由落体运动（由初始位置到刚与缓冲材料接触瞬间之间的运动）过程：
　　由“机械能守恒定律”
　　知， ①
　　其中： m——产品（包括试验夹具）的质量，kg；
　　g——重力加速度，m·s-2；
　　h——产品跌落高度，m；
　　 ν0——产品接触缓冲材料瞬间的及时速度，m·s-1。
　　（2）缓冲材料变形过程
　　
　　由“能量守恒定律”
　　得，
　　其中：m、g、v0——同上；
　　x——位移（缓冲材料的变形量），m；
　　k——缓冲材料的弹性系数（刚度），N·m-1；
　　 νt——产品在跌落过程（缓冲过程）的及时速度m·s-1。
　　即：②
　　其中：m、g、k、x、νt——同上。
　　∵
　　∴ ③
　　其中：m、g、k、x——同上；
　　 t——产品在缓冲材料中运动的时间，s。
　　其必然满足：
　　 ④
　　其中：x、t——同上；
　　A、ω、B——是由m、g、k、h决定的系数。
　　∵
　　∴⑤
　　其中：A、ω——是由m、g、k、h决定的系数；
　　a——产品在跌落过程（缓冲过程）的加速度，m·s-2。
　　因此，跌落试验的“加速度（g）——脉宽（ms）”曲线是一个的“半正弦曲线”。
　　以下为实际部分相关冲击试验结果：
　　
　　
　　根据∵系统中：
　　（这个公式也可以通过以上的计算过程中验证）
　　
　　由于是“半正弦曲线”，则其脉宽
　　进而得出我们“半正弦曲线”常用公式：
　　 ⑥
　　3.结束语
　　
　　通过以上推倒及多项试验结果分析，日常中产品跌落中的“采集曲线”的应当为“半正弦波曲线”。本文得出的结论深刻揭示了加速度、脉宽之间的关系，进而使得我们对相关现象及标准更加准确的把握。
　　
　　参考文献：
　　[1]《力学环境试验技术》 陕西 西北工业大学出版社 2003.
　　[2]《机械振动手册》 北京 机械工业出版社 1992.
　　[3] GB2423.8-1995《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Ed：自由跌落》.
　　作者简介：
　　白小庆（1980～），女，陕西西安，西安捷盛电子技术有限责任公司，助理工程师。
　　闫有森（1980～），男，陕西西安，助理工程师。
　　
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文