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盒體同樣也略大于節能燈的長寬高,由于標準型節能燈的燈管較長,極易碎,所以標準型的節能燈在燈管部位使用了環形的紙套套住燈管,并且在紙套棱邊處用模切的方式切出了幾塊緩沖片,從而增大內部的緩沖。而螺旋型節能燈因為燈管比較短,則是用頂蓋紙片來卡住燈管的方式來固定產品。從而達到對產品的保護。

包裝結構的改良與分析

要將包裝結構改良達到更好地保護商品的目的,就得分析產品的運動方式。一般情況下,日常燈泡的掉落過程能簡化成自由落體和平拋運動。因為平拋運動為豎直運動與水平運動的合成,水平方向的速度相對于豎直方向的速度小很多,可以忽略不計,所以運動方式可簡化為豎直運動。物體自由落體著地瞬間,要減小地面對物體的撞擊,可減小落地瞬間的速度;或減小地面對物體的作用力;也可增大地面對物體作用力的作用面積。由于物體落地瞬間的運動方式為非線性運動方式,運動方式比較復雜,所以用增大地面對物體作用力的作用面積方式來減小地面對物體的撞擊方法可以基本排除,因此只剩下兩種方式:①減小落地瞬間的速度;②減小地面對物體的作用力。根據加速運動公式,相同兩個物體從同一高度下落,落地瞬間速度都相同,要使落地瞬間速度減小,只能減小加速度。

物體在下落過程中,受到的反向作用力只有空氣阻力。物體運動速度、接觸面積、空氣密度等都能影響空氣阻力的大小。增加空氣阻力的作用效果是為了減小物體豎直下落運動的加速度,由于減小物體運動速度和改變空氣密度都不易實現,只能加大阻力的受力面積。假設物體下落為豎直直線下落,那么原包裝受到空氣阻力的部位只有盒體底部。如何增加空氣阻力作用的面積?只有兩個辦法:①將盒體四側往外擴展;②將盒體四側往內收縮。如果使用方法①,將盒體四側往外擴展,那么在盒體一次成型時不易實現。而使用方法②,正好盒體內部產品并非完全填充滿盒體內部,四側都留有空間,可以利用該空間,將盒體四側往內收縮。通過實驗發現,將棱邊切割折疊能將盒體四側的某部分往內收縮,從而實現了增加空氣阻力的作用面積。根據動量守恒定律公式FT=MV,可得F=MV/T,相同兩個物體從同一高度下落,落地瞬間速度都相同,要使地面對物體的作用力減小,只能增加該力的作用時間。要增加力的作用時間,最易實現的方式就是加大物體的形變量。將包裝盒體做落體實驗,發現盒體最易受損部位為頂部或底部的4個棱角和側面的棱邊。只要分散棱邊的受力情況,那么每個易損壞部位的形變量就會變大。因此,同樣能采用棱邊切割的方式來改變整條棱邊的受力情況,使撞擊形變量增大,從而減小地面對物體的作用力。

包裝結構的力學測試

將上述改良方案結合分析,當地面對易損壞部位撞擊,外折棱邊或棱角發生形變,往內收縮,同時,內折棱邊同樣也發生形變,往外擴張,雖然在靜態的時候,燈泡下側的受力面積只有很小的幾個點,但一旦發生形變,則該受力點會向外擴張,從而起到緩沖的效果。而結構的固定,增加內折面的寬度到剛好能將燈泡底部卡住,這樣,能達到對燈泡的結構固定。這樣既做到了對包裝內產品的結構固定又做到了包裝的結構緩沖,使得包裝內部的燈泡受到了更好的保護,在抗震和抗摔方面均有明顯的提高。

作者：伍稷偲單位：四川大學藝術學院