箱体落球冲击：1 公斤钢球从多高落下

快速答案：箱体落球冲击的能量按 mgh 折算：1 kg 钢球从 1 m 落下是 9.8 J，落点速度 4.4 m/s；从 2 m 落下是 19.6 J，速度 6.3 m/s，而球面接触面积不到 30 mm²。这个能量级检验壁厚与材料韧性，检验不了整箱结构。

目录

• 箱体落球冲击的能量怎么算
• 落点选角部还是平面
• 低温预处理与判定门槛
• 与跌落试验的分工
• FAQ

一、箱体落球冲击的能量怎么算

1 kg 钢球从 1 m 自由落下，势能 9.8 J 全部转成动能，落点速度 4.4 m/s。这 9.8 J 听起来不大，落在直径 62 mm 的球面上，接触面积不到 30 mm²，瞬时压强足以把 2.5 mm 壁厚的 ABS 打出 1 mm 以上的凹陷。

换算只有一条公式：E = mgh。高度翻倍，能量翻倍，速度只涨 41%。1 kg 从 1 m 是 9.8 J，1.5 m 是 14.7 J，2 m 是 19.6 J；对应速度是 4.4 m/s、5.4 m/s、6.3 m/s。所以加高落点比加配重更划算。2 kg 从 1 m 只有 19.6 J，与 1 kg 从 2 m 相同，但前者要搬更重的球。

比能量更重要的是接触时间。钢球与箱壁的接触约 0.5 ms，能量在这么短的时间里释放，箱壁来不及整体变形，只能局部屈服。这就是箱体落球冲击只能评价局部抗凹陷、评价不了整体刚度的原因。

球径也改结果。同样是 1 kg，直径 62 mm 的球接触面积约 30 mm²，直径 40 mm 的球只有 12 mm²，压强差 2.5 倍。报告里只写质量不写球径，等于没写条件，换个球重测就能得出相反的结论。

二、落点选角部还是平面

角部与平面不是二选一，是两组判据。角部是三面交汇，刚性最高，但应力集中系数能到 3 倍以上，冲击后容易出现放射状裂纹；平面中心刚性最低，凹陷深，却离密封槽最远，变形不影响密封。

建议的组合是三个落点：箱盖短边中点、底箱角部 R 角外侧 5 mm 处、密封槽正上方 10 mm 处。前两处看凹陷与裂纹，第三处看密封槽是否被压塌。密封槽一旦变形，箱体落球冲击合格的箱子照样过不了浸水，这是最容易被漏掉的一条。

落点还必须避开加强筋的交点。筋与筋交汇处局部厚度是名义壁厚的 1.8 倍，同样能量打上去只留浅坑，测出来的数据偏乐观。抛丸面或晒纹面要先记录纹理方向，冲击后的凹陷在纹路上会被放大，判定时容易误读。

球的姿态也要固定。自由落体带导向管，管内径比球径大 1 mm，落差按球底到箱面计。手工丢球的数据不可复现，同一高度能差出 30% 的凹陷深度。

支撑方式同样改读数。箱底平放在刚性平台上，能量被平台分走一部分，凹陷会浅 20%；按标准应悬空支撑，只在四角垫 10 mm 高的垫块，让箱壁自由变形。这一条不写进报告，同一批箱子的数据就没法跨实验室比较。

三、低温预处理与判定门槛

低温是落球试验的分水岭。ABS 在 23 ℃ 时缺口冲击强度约 20 kJ/m²，降到 −20 ℃ 只剩 8 kJ/m²，−40 ℃ 时不足 5 kJ/m²。同一颗 1 kg 钢球、同一高度，常温只凹陷，低温会开裂。

预处理按材料定：ABS 与 PC 用 −20 ℃、4 h；改性 PP 用 −40 ℃、2 h；出口北欧的批次建议直接上 −40 ℃。试样从低温箱取出到落球完成不超过 10 s，超过就要回箱重冻 30 min，否则表面回温会让裂纹闭口。

低温箱本身也要校准。温度均匀性按 ±2 ℃ 控，试样贴着内壁放，实际温度比显示值低 3 ℃，测出来的脆化程度偏重；放在箱体中央、离出风口 100 mm 以上，才是名义温度。

判定分三档：凹陷深度不超过壁厚的 1 倍且无裂纹，判合格；凹陷超过 1 倍壁厚或有长度大于 2 mm 的裂纹，判不合格；出现穿透，不论孔径大小直接判失效。壁厚 3 mm 的箱子，凹陷门槛就是 3 mm，用深度尺在落点中心量，读数取三次的中间值。

还有一个隐性门槛：凹陷处到密封槽边缘的距离不得小于 4 mm。小于这个距离，即使没裂纹，密封条压缩量也会掉 10% 以上，箱体落球冲击的报告上要单独标这一项。

四、与跌落试验的分工

落球与跌落测的不是一件事。落球用一个已知质量的球、一个已知高度，把能量钉死，回答的是壁厚够不够、材料在低温下脆不脆；跌落把整箱连同包装一起摔，回答的是结构会不会散、锁扣会不会开。

所以顺序是先落球、后跌落。落球定壁厚与材料牌号，跌落定筋位、铰链与锁扣。壁厚没定就做跌落，摔坏了也说不清是壁厚不足还是结构不合理，返工只能靠猜。落球试样的数量少，一件样件可以打 3 个点；跌落要 5 件以上，因为姿态随机。

判据也不能互换。落球看凹陷深度和裂纹长度，跌落看功能是否保持：盖能不能开、锁扣能不能扣、密封是否还成立。用落球的凹陷标准去判跌落，会把结构问题当成外观问题放过。

一份可复算的报告至少写五项：球质量与球径、落球高度、落点坐标、预处理温度与时间、凹陷深度与裂纹长度。缺任何一项，换一家实验室就无法复现，也无法判断是材料问题还是壁厚问题。

结论

把落球当成一次局部能量考试，判据只有三个数字：能量、凹陷深度、裂纹长度。箱体落球冲击的落点按短边中点、角部 R 外 5 mm、密封槽上方 10 mm 三处布，高度按壁厚查表定，低温按目的地定。三步动作：先按壁厚选高度，再按材料选预处理温度，最后用深度尺量三点取中值，把凹陷与密封槽的距离一起写进报告。高度定错，后面所有数据都不可比。

本文仅讨论容器（箱体）侧的规格与设计含义，不涉及箱内物品的任何操作、装填或使用事项。

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