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材料和结构的非线性特征引起。2.2 两层啤酒瓶周转箱运输单元
2.2.1 时域分析
对两层啤酒瓶周转箱运输单元进行随机振动测试，得到塑料周转箱和啤酒瓶的加速度-时间曲线，由于两种功率谱激励下的时间历程结果相似，这里只选取修正的ASTM卡车运输振动无约束等级二的结果进行研究，如图10所示。
由图10可知，与单层啤酒瓶的振动结果类似，两层啤酒瓶的负向加速度基本为1g，只是在某些时间点远超1g，这是由于瓶子的响应增大，啤酒瓶之间的碰撞产生的作用抑制了瓶子的跳动。处于周转箱中央位置的6号和5号啤酒瓶加速度响应较大，3号啤酒瓶次之。这是因为整个周转箱可以等效成四周支撑的简支板，中间部分挠度最大，振幅也就最大，啤酒瓶振动最为剧烈，碰撞最剧烈，因此响应最大。
2.2.2 频域分析
对周转箱和6个啤酒瓶的时域数据进行处理，得到加速度响应功率谱，如图11～14。
弹性约束的施加对两层啤酒瓶加速度功率谱影响并不十分明显。
底层啤酒瓶的振动响应规律与单层周转箱运输单元中啤酒瓶的振动规律相似，不同的是，1号、2号和4号啤酒瓶的加速度功率谱峰值对应的频率显著增大，说明顶层塑料周转箱的施加对底层周转箱角落位置处啤酒瓶的共振影响较大。
值得注意的是，在两层啤酒瓶周转箱运输单元中，顶层啤酒瓶的低阶共振振动被激发出来，这与单层周转箱运输单元响应特性不同。
啤酒瓶在限带白噪声激励下的加速度功率谱见图11和12。顶层啤酒瓶的加速度功率谱主要受低阶共振频率控制，其中受一阶共振频率控制最为明显。底层啤酒瓶的加速度功率谱主要受高阶共振频率控制。啤酒瓶在修正的ASTM卡车运输振动下的加速度功率谱见图13和14。图中顶层和底层啤酒瓶的加速度功率谱形状与限带白噪声激励下的近似，只是功率谱值在一阶共振频率处明显增加，这是因为在一阶共振频率附近修正的ASTM卡车运输激励的能量要大于相应的限带白噪声激励的能量（如图3所示）。
2.2.3 加速度峰值分布分析
对两层啤酒瓶周转箱运输单元的加速度峰值分布进行拟合，这里只给出修正的ASTM卡车运输振动激励等级二无约束的结果，如图15所示。
从图15可以看出，即使是两层啤酒瓶周转箱运输单元，Weibull分布都依然比Normal分布和Rayleigh分布更加适合描述啤酒瓶和塑料周转箱的加速度峰值分布。这似乎启示了啤酒瓶和周转箱的加速度峰值分布的一般分布形式。
3 结 论
本文研究了啤酒瓶周转箱在两种约束方式、两种加速度谱谱型和三种振动等级下的随机振动特性，主要得出了以下结论：
1.在振动过程中，随着振动等级的增强，总体上啤酒瓶和周转箱的加速度响应在增大。啤酒瓶所在周转箱中的位置不同，导致其加速度响应明显不同，处于周转箱中央位置的啤酒瓶加速度响应较大。啤酒瓶的加速度-时间曲线在正负半轴呈现出非对称结构。
2.增加周轉箱约束对啤酒瓶加速度响应影响并不明显。这是因为啤酒瓶在周转箱中是以散体的形式存在，弹性绳绑定在周转箱上并没有限制啤酒瓶的跳动；试验中啤酒瓶周转箱质量较大，周转箱在振动过程中几乎没有跳起。
3.在两层啤酒瓶周转箱运输单元中，顶层啤酒瓶的低阶共振振动被激发出来。顶层啤酒瓶的振动主要由低阶共振控制，其中受一阶共振控制最为明显；底层啤酒瓶的振动主要由高阶共振控制。顶层周转箱对于底层周转箱角落位置处的啤酒瓶共振影响较大。对比两种谱型激励下啤酒瓶的加速度功率谱可知，堆码啤酒瓶周转箱运输单元的随机振动响应主要由系统共振频率处的激励能量控制。
4.随机振动下啤酒瓶和周转箱的加速度峰值分布更趋近于Weibull分布。
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Abstract： The random vibration response of beer bottle-turnover boxes under different excitations， different vibration levels and different constraints is investigated. The experiment results show that the acceleration response of beer bottles in the central position of the turnover box is larger， and the effect of turnover box constraint on the acceleration response of beer bottles is not obvious. The low-order resonant vibration of beer bottles in top layer is excited in the transport unit of two layers beer bottle-turnover boxes. The vibration of beer bottles in top layer is mainly controlled by low-order resonances， and that in bottom layer by high-order resonances. The random vibration response of the transport unit of two layers beer bottle-turnover boxes is mainly related to the excitation energy at the resonant frequencies of system. The acceleration peak distribution of beer bottles and turnover boxes is closer to Weibull distribution. The results are of guiding value to the transport packaging design of beer bottle-turnover boxes.
Key words： random vibration； beer bottle-turnover box； power spectrum density； peak distribution
作者簡介： 孙 君（1989—），女，硕士研究生。 电话： 13106840230；E-mail： 476221004@qq.com
通讯作者： 王志伟（1963—）， 男， 教授。 电话：（020）85228009；E-mail： wangzw@jnu.edu.cn
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