实际流通中,啤酒瓶在周转箱内处于散体状态,路面不平度激励产生的随机振动会使啤酒瓶摇晃和碰撞。目前,国内外学者对包装随机振动的研究主要采用的是基于模态的线性分析方法,忽略了非线性的影响。啤酒瓶周转箱随机振动属于接触非线性问题,本文应用非线性有限元方法对单元的振动特性进行了研究,并通过试验进行验证。本文首先对啤酒瓶和周转箱进行材料参数试验,并对包装单元进行两种堆码层数(单层和双层)、两种激励谱型(限带白噪声谱和修正的ASTM卡车谱)和三种振动等级的随机振动试验,得到其响应的加速度-时间曲线和加速度功率谱密度。然后利用ANSYS/LS-DYNA非线性软件对包装单元进行有限元分析,得到啤酒瓶和周转箱的时域、频域曲线、等效应力的云图和功率谱密度。最后将有限元结果和试验结果进行比较,一致性较好。啤酒瓶周转箱运输单元随机振动的试验和有限元分析表明:上层啤酒瓶主要受低阶共振频率的控制,下层啤酒瓶主要受高阶共振频率的控制。不同位置的啤酒瓶加速度响应不同,靠近箱子中央响应较大,靠近箱子角落响应较小。啤酒瓶的加速度在-1 g处有明显的持续过程,表明啤酒瓶振动过程发生跳起,包装单元具有明显的非线性特征。有限元等效应力云图表明啤酒瓶的应力主要集中在瓶底和瓶肩的位置,周转箱底部应力比较明显。本文应用的非线性有限元分析方法为研究散体包装的振动问题提供了一种有效的工具。