酒类产品普遍采用玻璃等易碎材料作为包装瓶身,在物流运输中面临跌落、冲击等风险,极易发生破损。一旦瓶体破裂导致酒液泄漏,不仅带来直接的经济损失与售后成本,更会损害品牌形象和用户体验。
传统上依赖物理实验来评估包装的防护性能,存在周期长、成本高、可重复性差等问题,且难以深入探究失效机理。随着有限元技术的广泛应用,仿真已成为解决此类问题的关键路径。面对跌落冲击这类瞬态、高度非线性的复杂过程,行业普遍采用专业的显式动力学仿真软件LS-DYNA,它能够在虚拟环境中高精度复现跌落冲击过程,准确评估结构响应并识别风险区域,为包装设计的优化与创新提供可靠依据。


一、高精度仿真: 精准预测破损,加速设计迭代
LS-DYNA具备强大的显式动力学求解能力,可以高精度模拟酒瓶及其外包装在跌落冲击过程中的动态响应,包括结构变形、应力分布与破坏模式。通过对破坏程度进行量化评估,工程师能快速迭代设计方案,大幅缩短开发周期。
-空瓶与带包装的跌落冲击仿真
LS-DYNA不仅可以模拟空瓶的跌落过程,判断其是否会产生裂纹或破碎,还能精准评估外包装(如纸盒、泡沫衬垫等)对瓶身的防护效果,验证其是否满足设计要求。另外,仿真结果有助于深入理解破坏机理,推动设计持续优化。

跌落过程的结构变形破坏

-流固耦合仿真,考虑液体晃动的影响
瓶内酒液含量以及跌落冲击过程中的晃动行为对结构动力学响应有显著的影响。LS-DYNA 基于ALE(任意拉格朗日欧拉算法)模块,可以实现流固耦合跌落冲击仿真,准确模拟酒液在跌落冲击过程中的晃动行为及其与瓶壁的相互作用,让仿真从“空瓶落地”升级为“真实状态再现”,极大提升仿真精度与工程适用性。


随着储能规模化应用,电池包在挤压或冲击过载等机械滥用工况下的安全风险日益凸显。相较热/电滥用研究,机械滥用多物理场仿真分析研究较少。LS-DYNA凭借卓越的多物理场耦合能力(如流固耦合、电热耦合等),结合显式与隐式算法,在瞬态、大变形及强非线性问题中表现优异,尤其适用于汽车安全、航空航天和能源装备等对仿真精度和实时性要求极高的领域。

LS-DYNA储能电池多物理场仿真
2025年5月新科益联合Ansys与清华大学举办Ansys Fluent新N方程热失控专题培训;2025年10月31日新科益将以储能电池结构安全为主题,举办一场线上交流会,重点围绕以下几个场景展开介绍:
本次研讨会将围绕以下几个方面展开介绍:
1.LS-DYNA电池机械滥用仿真:挤压/针刺工况
2.LS-DYNA电池跌落冲击仿真与防护评估
3.LS-DYNA电池高速碰撞多物理场仿真
4.Q&A交流
会议时间:2025年10月31日15:00-17:00
会议形式:线上免费
二、丰富的材料模型:赋能包装仿真验证与创新探索
LS-DYNA 集成超过 300 种材料本构与失效模型,涵盖玻璃、陶瓷、金属、塑料、泡沫等常见包装材料,能够精确模拟其在复杂载荷下的力学行为,支撑高精度仿真。同时,也支持可降解生物基材料、多层复合结构等新型环保材料的仿真应用,为包装设计的创新探索提供技术基础。


三、集成优化工具 LS-TASC:实现瓶体与包装的协同设计
LS-TASC 是一款与 LS-DYNA 深度集成的专业仿真优化工具,专注于跌落、碰撞、冲击等强非线性场景下的结构优化,己在多个工业领域成功应用。在酒瓶跌落仿真中,它能够无缝读取 LS-DYNA 的求解结果,实现对瓶体结构与外包装的协同优化。通过高效的自动化迭代流程,LS-TASC 将仿真数据转化为具体的设计洞察,指导工程师精准识别并加强薄弱环节,从而以更低的开发成本与更短的研发周期,确保产品性能满足严格的工程要求。




从瓶体结构的强度验证,到外包装的防护性能评估,从材料选型的科学指导,到流体晃动的真实还原,LS-DYNA 为白酒包装提供了全链路的仿真解决方案。结合 LS-TASC 优化工具,更能实现瓶与包装的协同设计,助力企业打造更安全、更环保、更具市场竞争力的包装解决方案。
