CN111783314A - 钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合于钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法及系统。该方法包括钢卷辊道运输碰撞分析、钢卷辊道运输滑落及倾覆分析、钢卷吊运稳定性分析和钢卷堆放垫木受力变形分析。采用本发明的方法或系统能够保障钢卷运输和静置的顺利运行。

Description

钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法及系统

技术领域

本发明涉及金属包装运输领域，特别是一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法。

背景技术

近年来，随着人们生活质量水平的提升，人们对商品的需求量大大增加，镀锡镀铬产品作为食品包装行业的主要组成部分，其生产量每年也是在逐渐上升。我国作为钢铁生产大国，每年要生产运输的镀锡板的数量是十分庞大的，然而在钢卷运输或静置过程中往往会出现许多问题1.由于人工操作或托架加工的误差导致托架在翻钢机上并不是水平运动，而是会存在一定的运行角度α，这会导致钢卷在辊道上运行时立托架与辊道较近一侧发生碰撞。2.钢卷在翻钢机运行的过程中由于辊道间距过大、电机启动速度过快，垫木长度过小等因素造成钢卷在运行过程中波动幅度过大，当垫木波动幅度过大时产生倾斜可能甚至会造成钢卷在垫木上滑落；或者由于波动幅度过大导致托架连同钢卷一同倾倒。3.在吊运过程中由于钢卷重量过大导致托架垫木在截面突变处发生开裂现象。4.钢卷在存储过程中会出现垫木高度的变化以及垫木压溃现象。这些现象都会导致钢卷在运输和静置过程中的不稳定性，造成钢卷运输困难，以及出现不必要的损失和资源的浪费，因此设计出一套可以核算钢卷在运输与静置过程中的稳定性的方法，找出托架垫木的薄弱位置并对托架进行相应的结构上的改进就变得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，能够保障钢卷运输和静置的顺利运行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，包括：

对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果；

对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果；

对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果；

对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果；

根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果和所述第四分析结果，确定钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性情况。

可选的，所述对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果，具体包括：

钢卷经过翻钢机后，获取立托架边部距离辊道较近一侧宽度以及宽度阈值；

判断所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度是否大于所述宽度阈值；

若是，则立托架不会与辊道两侧发生碰撞；

若否，则立托架与辊道边部发生碰撞；

获取立托架与边部距离辊道摩擦力、辊道对立托架垫木的反作用力；

判断所述立托架与边部距离辊道摩擦力是否大于所述辊道对立托架垫木的反作用力；

若是，则立托架在力矩的作用下会绕碰触点旋转；

若否，则立托架会贴着两侧辊道继续前进，并在所述力矩的作用下旋转。

可选的，所述对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果，具体包括：

获取垫木与传送辊之间的摩擦力和钢卷产生的惯性力；

判断所述垫木与传送辊之间的摩擦力是否大于所述钢卷产生的惯性力；

若所述垫木与传送辊之间的摩擦力大于所述钢卷产生的惯性力，则钢卷产生一个倾覆力矩，计算钢卷产生的倾覆力矩和钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

判断所述钢卷产生的倾覆力矩是否大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

若所述钢卷产生的倾覆力矩大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，则钢卷发生倾斜；

获取倾滑角度和倾斜冲量产生的力；

根据所述弧倾滑角度和所述倾斜冲量产生的力，判断钢卷是否会发生倾斜滑落；

若所述垫木与传送辊之间的摩擦力小于所述钢卷产生的惯性力，则钢卷产生一个倾覆力矩，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，钢卷由于惯性力会滑动一定距离但是钢卷不会倾倒；

若所述钢卷产生的倾覆力矩小于等于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，则钢卷不发生倾倒。

可选的，所述对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果，具体包括：

获取垫木上表面均布载荷和吊绳对垫木下表面的均布载荷；

根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大弯矩；

根据所述最大弯矩，确定最大弯矩对应的最大正应力；

根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大剪应力；

获取垫木材料的最大许用应力，所述最大许用应力包括最大许用正应力和最大许用剪应力；

根据所述最大弯矩对应的最大正应力、所述最大剪应力、所述最大许用正应力和所述最大许用剪应力，判断吊运过程中立托架垫木是否会发生破坏。

可选的，所述对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果，具体包括：

计算钢卷在三块面板上的总面积；

根据所述总面积，确定单位面积局部载荷；

获取钢卷外轮廓的轮廓方程；

根据所述钢卷外轮廓的轮廓方程，确定垫木长度方向分布载荷曲线方程参数；

根据所述垫木长度方向分布载荷曲线方程参数，计算钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩；

计算钢卷堆垛过程中中板的压应力，得到中板上部受力和中板下部受力；

获取中板最大许用应力；

将所述中板上部受力和中板下部受力之间的较大值与所述中板最大许用应力进行比较，判断是否满足使用要求。

一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统，包括：

第一分析模块，用于对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果；

第二分析模块，用于对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果；

第三分析模块，用于对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果；

第四分析模块，用于对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果；

木托架稳定性情况确定模块，用于根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果和所述第四分析结果，确定钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性情况。

可选的，所述第一分析模块，具体包括：

宽度获取单元，用于钢卷经过翻钢机后，获取立托架边部距离辊道较近一侧宽度以及宽度阈值；

第一判断单元，用于判断所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度是否大于所述宽度阈值；

第一判断结果单元，用于当所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度大于所述宽度阈值时，立托架不会与辊道两侧发生碰撞；

第二判断结果单元，用于当所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度小于等于所述宽度阈值时，立托架与辊道边部发生碰撞；

第一摩擦力、反作用力获取单元，用于获取立托架与边部距离辊道摩擦力、辊道对立托架垫木的反作用力；

第二判断单元，用于判断所述立托架与边部距离辊道摩擦力是否大于所述辊道对立托架垫木的反作用力；

第三判断结果单元，用于当所述立托架与边部距离辊道摩擦力大于所述辊道对立托架垫木的反作用力，立托架在力矩的作用下会绕碰触点旋转；

第四判断结果单元，用于当所述立托架与边部距离辊道摩擦力小于等于所述辊道对立托架垫木的反作用力，立托架会贴着两侧辊道继续前进，并在所述力矩的作用下旋转。

可选的，所述第二分析模块，具体包括：

第二摩擦力、惯性力获取单元，用于获取垫木与传送辊之间的摩擦力和钢卷产生的惯性力；

第三判断单元，用于判断所述垫木与传送辊之间的摩擦力是否大于所述钢卷产生的惯性力；

第五判断结果单元，用于当所述垫木与传送辊之间的摩擦力大于所述钢卷产生的惯性力时，钢卷产生一个倾覆力矩，计算钢卷产生的倾覆力矩和钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

第四判断单元，用于判断所述钢卷产生的倾覆力矩是否大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

第一倾斜结果单元，用于当所述钢卷产生的倾覆力矩大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩时，钢卷发生倾斜；

倾滑角度、倾斜冲量产生力获取单元，用于获取倾滑角度和倾斜冲量产生的力；

第五判断单元，用于根据所述弧倾滑角度和所述倾斜冲量产生的力，判断钢卷是否会发生倾斜滑落；

第六判断结果单元，用于当所述垫木与传送辊之间的摩擦力小于所述钢卷产生的惯性力时，钢卷产生一个倾覆力矩，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，钢卷由于惯性力会滑动一定距离但是钢卷不会倾倒；

第二倾斜结果单元，用于当所述钢卷产生的倾覆力矩小于等于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，钢卷不发生倾倒。

可选的，所述第三分析模块，具体包括：

均布载荷获取单元，用于获取垫木上表面均布载荷和吊绳对垫木下表面的均布载荷；

最大弯矩确定单元，用于根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大弯矩；

最大正应力确定单元，用于根据所述最大弯矩，确定最大弯矩对应的最大正应力；

最大剪应力确定单元，用于根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大剪应力；

垫木材料的最大许用应力获取单元，用于获取垫木材料的最大许用应力，所述最大许用应力包括最大许用正应力和最大许用剪应力；

第六判断单元，用于根据所述最大弯矩对应的最大正应力、所述最大剪应力、所述最大许用正应力和所述最大许用剪应力，判断吊运过程中立托架垫木是否会发生破坏。

可选的，所述第四分析模块，具体包括：

总面积计算单元，用于计算钢卷在三块面板上的总面积；

局部载荷确定单元，用于根据所述总面积，确定单位面积局部载荷；

轮廓方程获取单元，用于获取钢卷外轮廓的轮廓方程；

垫木长度方向分布载荷曲线方程参数确定单元，用于根据所述钢卷外轮廓的轮廓方程，确定垫木长度方向分布载荷曲线方程参数；

剪应力、力矩计算单元，用于根据所述垫木长度方向分布载荷曲线方程参数，计算钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩；

中板受力计算单元，用于计算钢卷堆垛过程中中板的压应力，得到中板上部受力和中板下部受力；

中板最大许用应力获取单元，用于获取中板最大许用应力；

第七判断单元，用于将所述中板上部受力和中板下部受力之间的较大值与所述中板最大许用应力进行比较，判断是否满足使用要求。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种适合于钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，通过钢卷辊道运输碰撞分析、钢卷辊道运输滑落及倾覆分析、钢卷吊运稳定性分析和钢卷堆放垫木受力变形分析，保障了钢卷运输和静置的顺利运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是钢卷在辊道运输过程中的示意图；

图2是钢卷易倾倒滑落位置分析示意图；

图3是钢卷行车吊运过程中的示意图；

图4是钢卷吊运时垫木简化受力示意图；

图5是钢卷堆垛存储过程的示意图；

图6是钢卷堆垛存储过程中立托架边脚受力分析示意图；

图7是钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法流程图；

图8是钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，能够保障钢卷运输和静置的顺利运行。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图7是钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法流程图。如图7所示，一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法包括：

步骤101：对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果，具体包括：

钢卷经过翻钢机后，获取立托架边部距离辊道较近一侧宽度以及宽度阈值。

判断所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度是否大于所述宽度阈值。

若是，则立托架不会与辊道两侧发生碰撞。

若否，则立托架与辊道边部发生碰撞。

获取立托架与边部距离辊道摩擦力、辊道对立托架垫木的反作用力。

判断所述立托架与边部距离辊道摩擦力是否大于所述辊道对立托架垫木的反作用力。

若是，则立托架在力矩的作用下会绕碰触点旋转。

若否，则立托架会贴着两侧辊道继续前进，并在所述力矩的作用下旋转。

根据跑偏系数λ，辊道行程S，钢卷放置时的不对称指数γ，辊道宽度W，立托架垫板宽度规格W_G等参数求得立托架边部距离辊道较近一侧宽度w₁，判断立托架的所处位置距离辊道较近一侧是否会产生碰撞，并通过立托架重量M_L，钢卷重量M_G，立托架垫木与辊道摩擦系数μ_gm1，立托架与边部摩擦系数μ_gm2，钢卷重量在垫木上的分配系数φ₁等参数计算出立托架与边部距离辊道摩擦力F_fg1和辊道对立托架垫木的反作用力F_g1，通过二者比较判断碰撞后立托架的状态。图1是钢卷在辊道运输过程中的示意图。

在步骤101中，通过计算判断钢卷在辊道运输中立托架是否会发生碰撞以及发生碰撞后的立托架的状态，可以概括为以下步骤：

1011)钢卷经过翻钢机后，立托架边部距离辊道较近一侧宽度

当w₁≥λ·S时立托架不会与辊道两侧发生碰撞，当w₁≤λ·S时立托架与辊道边部发生碰撞。

1012)根据立托架垫木的受力分析可以判断立托架与辊道两侧钢板接触之后的运动状态，计算得立托架与边部距离辊道摩擦力为F_fg1＝μ_gm2·[φ₁·μ_gm1·sin arctanλ·(M_L+M_G)+(1-φ₁)·μ_gm1·sin arctanλ·(M_L+M_G)]，辊道对立托架垫木的反作用力为F_g1＝μ_gm1·cos arctanλ·(M_L+M_G)。

当F_fg1≥F_g1时，立托架在力矩M_g的作用下会绕碰触点旋转，当F_fg1＜F_g1时，立托架会贴着两侧辊道继续前进，也会在力矩M_g的作用下旋转。

步骤102：对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果，具体包括：

获取垫木与传送辊之间的摩擦力和钢卷产生的惯性力；

判断所述垫木与传送辊之间的摩擦力是否大于所述钢卷产生的惯性力；

若所述垫木与传送辊之间的摩擦力大于所述钢卷产生的惯性力，则钢卷产生一个倾覆力矩，计算钢卷产生的倾覆力矩和钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

判断所述钢卷产生的倾覆力矩是否大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

若所述钢卷产生的倾覆力矩大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，则钢卷发生倾斜；

获取倾滑角度和倾斜冲量产生的力；

根据所述弧倾滑角度和所述倾斜冲量产生的力，判断钢卷是否会发生倾斜滑落；

若所述垫木与传送辊之间的摩擦力小于所述钢卷产生的惯性力，则钢卷产生一个倾覆力矩，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，钢卷由于惯性力会滑动一定距离但是钢卷不会倾倒；

若所述钢卷产生的倾覆力矩小于等于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，则钢卷不发生倾倒。

根据打滑系数η，立托架垫木与辊道摩擦系数μ_gm1，立托架与边部摩擦系数μ_gm2，立托架重量M_L以及钢卷重量M_G等参数计算垫木和传送辊之间的摩擦力F_fq与钢卷所产生的惯性力F_fh，通过二者比较判断钢卷是否可能会出现倾覆力矩M_q和反倾覆力矩M_fq。若有倾覆力矩和反倾覆力矩，则通过钢卷立托架加速度a，重心高度H_f，垫木高度H₁，面板厚度H_mb，钢卷高度H_g，反倾覆力臂L_f，钢卷重心偏移系数φ₂等参数计算出其大小并通过比较，判断钢卷是否会发生倾斜；若发生倾斜则通过倾斜冲量产生的力F_hd判断钢卷是否会滑落。图2是钢卷易倾倒滑落位置分析示意图。

在步骤102中，通过计算比较判断钢卷是否会产生一个倾覆力矩，以及钢卷产生倾覆力矩后是否会发生倾斜甚至滑落，可以概括为以下步骤：

1021)垫木与传送辊之间的摩擦力为F_fq＝(F_l+F_r)＝(1-η)·μ_gm1·(M_L+M_G)·g；钢卷所产生的惯性力为F_fh＝(F_l+F_r)＝η·μ_gm1·(M_L+M_G)·g。

当F_fq＜F_fh时，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，此时钢卷由于惯性力会滑动一定的距离但是钢卷不会倾倒；当F_fq＞F_fh时，钢卷产生一个倾覆力矩，此时垫木绕辊道产生一个翻转趋势。

1022)钢卷立托架加速度为a＝F_fq/(M_L+M_G)，钢卷产生的倾覆力矩为M_q＝(M_L+M_G)·a·H_f＝(M_L+M_G)·a·(H₁+H_mb+1/2H_g)，钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩M_fq＝(M_L+M_G)g·φ₂·L_f。

当M_q≥M_fq时，钢卷发生倾斜；当M_q≤M_fq时，钢卷不发生倾倒；但是当打滑系数η小于一定值时钢卷会产生一定幅度的晃动，当晃动幅度达到垫木变截面下边线贴到下一个辊道此时钢卷最易滑落。

1023)当发生倾斜时，倾滑角度为

倾斜冲量产生的力为

当F_hd1-F_h1＞μ_gm3·(F_hd2-F_h2)时钢卷发生倾斜滑落，当F_hd1-F_h1＜μ_gm3·(F_hd2-F_h2)时钢卷不会发生滑落，其中F_hd1、F_hd2、F_h1、F_h2分别为F_hd、M_G+M_L的分力。

步骤103：对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果，具体包括：

获取垫木上表面均布载荷和吊绳对垫木下表面的均布载荷。

根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大弯矩。

根据所述最大弯矩，确定最大弯矩对应的最大正应力。

根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大剪应力。

获取垫木材料的最大许用应力，所述最大许用应力包括最大许用正应力和最大许用剪应力。

根据所述最大弯矩对应的最大正应力、所述最大剪应力、所述最大许用正应力和所述最大许用剪应力，判断吊运过程中立托架垫木是否会发生破坏。

根据钢卷重量M_G，木托架重量M_L，木托架面板重量M_L1，垫木槽宽m，垫木长度L₁，垫木宽度b，垫木悬臂边缘处高度e，吊带距离边部距离为l_s和吊带带宽L_d等参数计算出在吊运过程中垫木上表面受力F_d1和均布载荷q_d1，垫木下表面受力F_d2和均布载荷q_d2，以及所受最大正应力σ_dmax和最大剪应力τ_dmax，通过与垫木材料的最大许用应力的比较判断吊运过程是否稳定。图3是钢卷行车吊运过程中的示意图。

在步骤103中，通过计算判断钢卷在吊运过程中，立托架垫木是否会发生破坏，可以概括为以下步骤：

步骤1031)垫木上表面受力为F_d1＝φ₁·(M_G+M_L1)·(a+g)，均布载荷为

吊绳对垫木下表面的竖直分量力为

均布载荷为

步骤1032)最大弯矩为

对应的最大正应力为

步骤1033)最大剪应力为

步骤1034)参数代入比较

通过与垫木材料的最大许用应力的比较，判断吊运过程中立托架垫木是否会发生破坏。

步骤104：对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果，具体包括：

计算钢卷在三块面板上的总面积。

根据所述总面积，确定单位面积局部载荷。

获取钢卷外轮廓的轮廓方程。

根据所述钢卷外轮廓的轮廓方程，确定垫木长度方向分布载荷曲线方程参数。

根据所述垫木长度方向分布载荷曲线方程参数，计算钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩。变截面处的剪应力以及弯矩主要是校核变截面处的载荷是否超过极限，但是五桠果材料的许用剪应力和许用力矩两个参数的测试方法不存在国标测试方法，因此钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩计算结果无法与五桠果材料的许用剪应力和许用力矩形成对比，但是结果的计算会给托架结构设计一个直观印象，对于现场经验丰富的工程师会给与判断力学性能是否满足。

计算钢卷堆垛过程中中板的压应力，得到中板上部受力和中板下部受力。

获取中板最大许用应力。

将所述中板上部受力和中板下部受力之间的较大值与所述中板最大许用应力进行比较，判断是否满足使用要求。

根据立托架三个面板受力总面积S_z，钢卷重量M_G以及立托架重量M_L计算单位面积局部载荷q_m，并通过圆弧方程f₁(x,y)，垫木长度方向分布载荷曲线方程f₂(x,y)，钢卷外径R_g，钢卷内径r_g，垫木宽度方向上的分布系数λ_n，边板宽度L_g，垫木倒角A，垫木外悬臂长度a₁等参数，垫木端部高度e，垫宽度方向等分分数n，每等份宽度l，计算立托架垫木变截面处的剪应力和力矩并对中间段进行剪应力分析和中板上下部受力分析。图4是钢卷吊运时垫木简化受力示意图。

在步骤104中，对钢卷堆垛时的立托架进行受力分析，通过比较，对其力学性能进行核算，包括以下具体步骤：

1041)钢卷重力载荷在面板分布均匀，此时单位面积局部载荷为

1042)根据钢卷外轮廓在边板的分布，以及结构特点，利用二次曲线方程f₂(x,y)拟合该轮廓线，根据托架规格确定三点即可求出该轮廓方程，即圆弧方程为

垫木悬臂处对应分布载荷曲线方程为f₂(x,y)＝ax²+bx+c，垫木中段对应分布载荷曲线方程为f₃(x,y)＝ax²+bx+c。

1043)钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩的计算，垫木剪应力最大值为：

垫木的弯矩应力的最大值为：

和

二者中的较大值，其中h(x)＝e+x·tanα。

F₂₁表示垫木在x＝L_g-A的长度上，y＝y₁的宽度上所承受的压应力值。x,y表示坐标系的横纵坐标，y₁表示在该坐标系下的一个纵坐标点，在此时是取该点时，弯矩应力值最大。

1044)钢卷堆垛过程中中间段的剪应力计算，中板上部受力分析为：

中板下部分受力为

取二者中的较大值与中板最大许用应力进行比较，判断其是否满足使用要求。图5是钢卷堆垛存储过程的示意图。图6是钢卷堆垛存储过程中立托架边脚受力分析示意图。

步骤105：根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果和所述第四分析结果，确定钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性情况。

本发明提供一种适合于钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，通过钢卷辊道运输碰撞分析、钢卷辊道运输滑落及倾覆分析、钢卷吊运稳定性分析和钢卷堆放垫木受力变形分析，保障了钢卷运输和静置的顺利运行。

图8是钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统结构图。如图8所示，一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统包括：

第一分析模块201，用于对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果。

第二分析模块202，用于对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果。

第三分析模块203，用于对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果。

第四分析模块204，用于对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果。

木托架稳定性情况确定模块205，用于根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果和所述第四分析结果，确定钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性情况。

所述第一分析模块201，具体包括：

宽度获取单元，用于钢卷经过翻钢机后，获取立托架边部距离辊道较近一侧宽度以及宽度阈值。

第一判断单元，用于判断所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度是否大于所述宽度阈值。

第一判断结果单元，用于当所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度大于所述宽度阈值时，立托架不会与辊道两侧发生碰撞。

第二判断结果单元，用于当所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度小于等于所述宽度阈值时，立托架与辊道边部发生碰撞。

第一摩擦力、反作用力获取单元，用于获取立托架与边部距离辊道摩擦力、辊道对立托架垫木的反作用力。

第二判断单元，用于判断所述立托架与边部距离辊道摩擦力是否大于所述辊道对立托架垫木的反作用力。

第三判断结果单元，用于当所述立托架与边部距离辊道摩擦力大于所述辊道对立托架垫木的反作用力，立托架在力矩的作用下会绕碰触点旋转。

第四判断结果单元，用于当所述立托架与边部距离辊道摩擦力小于等于所述辊道对立托架垫木的反作用力，立托架会贴着两侧辊道继续前进，并在所述力矩的作用下旋转。

所述第二分析模块202，具体包括：

第二摩擦力、惯性力获取单元，用于获取垫木与传送辊之间的摩擦力和钢卷产生的惯性力。

第三判断单元，用于判断所述垫木与传送辊之间的摩擦力是否大于所述钢卷产生的惯性力。

第五判断结果单元，用于当所述垫木与传送辊之间的摩擦力大于所述钢卷产生的惯性力时，钢卷产生一个倾覆力矩，计算钢卷产生的倾覆力矩和钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩。

第四判断单元，用于判断所述钢卷产生的倾覆力矩是否大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩。

第一倾斜结果单元，用于当所述钢卷产生的倾覆力矩大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩时，钢卷发生倾斜。

倾滑角度、倾斜冲量产生力获取单元，用于获取倾滑角度和倾斜冲量产生的力。

第五判断单元，用于根据所述弧倾滑角度和所述倾斜冲量产生的力，判断钢卷是否会发生倾斜滑落。

第六判断结果单元，用于当所述垫木与传送辊之间的摩擦力小于所述钢卷产生的惯性力时，钢卷产生一个倾覆力矩，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，钢卷由于惯性力会滑动一定距离但是钢卷不会倾倒。

第二倾斜结果单元，用于当所述钢卷产生的倾覆力矩小于等于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，钢卷不发生倾倒。

所述第三分析模块203，具体包括：

均布载荷获取单元，用于获取垫木上表面均布载荷和吊绳对垫木下表面的均布载荷。

最大弯矩确定单元，用于根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大弯矩。

最大正应力确定单元，用于根据所述最大弯矩，确定最大弯矩对应的最大正应力。

最大剪应力确定单元，用于根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大剪应力。

垫木材料的最大许用应力获取单元，用于获取垫木材料的最大许用应力，所述最大许用应力包括最大许用正应力和最大许用剪应力。

第六判断单元，用于根据所述最大弯矩对应的最大正应力、所述最大剪应力、所述最大许用正应力和所述最大许用剪应力，判断吊运过程中立托架垫木是否会发生破坏。

所述第四分析模块204，具体包括：

总面积计算单元，用于计算钢卷在三块面板上的总面积。

局部载荷确定单元，用于根据所述总面积，确定单位面积局部载荷。

轮廓方程获取单元，用于获取钢卷外轮廓的轮廓方程。

垫木长度方向分布载荷曲线方程参数确定单元，用于根据所述钢卷外轮廓的轮廓方程，确定垫木长度方向分布载荷曲线方程参数。

剪应力、力矩计算单元，用于根据所述垫木长度方向分布载荷曲线方程参数，计算钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩。

中板受力计算单元，用于计算钢卷堆垛过程中中板的压应力，得到中板上部受力和中板下部受力。

中板最大许用应力获取单元，用于获取中板最大许用应力。

第七判断单元，用于将所述中板上部受力和中板下部受力之间的较大值与所述中板最大许用应力进行比较，判断是否满足使用要求。

实施例1：

以木托架垫木规格为D1000的产品为例，对本发明所述的适合于钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法进行详细说明。

A.钢卷辊道运输碰撞分析：

A1)根据立托架D1000的规格，令W＝2000mm，W_G＝860mm，S＝20266.5mm，当γ＝0.95时，根据

计算可知当放置钢卷λ≥0.0267既α≥1.53°时，钢卷在辊道运输会发生触碰轨道的情况。

A2)根据受力分析，立托架垫木结构可以判断立托架与辊道两侧钢板接触之后的运动状态，当前规格的托架在运行过程中受力最大的状态是只与两辊道接触时，其中钢木之间的摩擦系数为0.2～0.35，由于垫木与辊道运输属于滚动与滑动双状态耦合，因此取其摩擦系数为0.25，取其极限角度α＝1.53°。其他参数为L₁＝900mm，M_L＝33Kg，M_G＝10000Kg，b＝90mm，计算得：F_fg1＝0.3×(0.4×0.25×sin1.53×10033×9.8+0.6×0.25×sin1.53×10033×9.8)＝196.89N；F_g1＝0.6×0.25×cos1.53×10033×9.8+0.4×0.25×cos1.53×10033×9.8＝24572.1N；

计算得F_fg1＜F_g1因此立托架会贴着两侧辊道继续前进，也会在力矩的作用下旋转。因此在托架在辊道运输的过程中，由于钢卷放置角度的偏差造成钢卷在立托架上左右偏置，导致垫木左右受力不均匀，当分配系数相差较大时不仅会导致钢卷发生自转而且会导致钢卷与辊道侧面发生碰撞，同时由于钢卷自转以及垫木与侧面辊道摩擦力的增大导致接触角度增大从而造成钢卷在辊道停滞不前现象的产生，因此在操作翻钢机的过程中要尽量保障钢卷在托架面板的几何型心处同时要尽可能的让垫木与辊道的夹角为零。

B.钢卷辊道运输滑落及倾覆分析：

B1)首先根据已知参数判断钢卷在辊道突然停车之后的运动状态，垫木与传送辊之间的摩擦力为F_fq＝(F_l+F_r)＝(1-η)·μ_gm1·(M_L+M_G)·g＝24580.85·(1-η)N；钢卷所产生的惯性力为F_fh＝(F_l+F_r)＝η·μ_gm1·(M_L+M_G)·g＝24580.85ηN。

当F_fq＜F_fh时，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，此时钢卷由于惯性力会滑动一定的距离，钢卷不会倾倒；当F_fq＞F_fh时，钢卷产生一个倾覆力矩，此时垫木绕辊道产生一个翻转趋势。因此当打滑系数大于0.5时，钢卷在辊道停滞过程中会产生滑动，不会倾倒；如果打滑系数小于0.5时，钢卷发生倾斜。

B2)下面针对打滑系数小于0.5的情况进行分析，根据钢卷现场打滑现象分析取打滑系数η＝0.35，带入相关参数可得钢卷在停车及启动时加速度为a＝F_fq/(M_L+M_G)＝0.25×(1-η)×9.8＝1.5925m/s²，钢卷产生的倾覆力矩为M_q＝10033×1.5925×0.65＝10385.4N·m，钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩为M_fq＝＝10033×9.8×φ₂×(0.31-0.003)＝30185.3·φ₂。

当偏置系数φ₂≤0.345时，M_q≥M_fq钢卷在辊道运行或停止时发生倾斜；当偏置系数φ₂＞0.345时，M_q≤M_fq，钢卷不发生倾倒。

B3)此时计算可得倾滑角度

由于钢卷以一定的速度前倾因此要计算钢卷由于冲量所产生的作用力，此时根据倾斜角度可以分别计算出

F_hd1＝58282.3N；F_hd2＝395163.9N；F_h1＝10033×9.8×sin8.39＝14346.4N；F_h2＝10033×9.8×cos8.39＝97271.1N。

计算得F_hd1-F_h1＝43935.9N，μ_gm3·(F_hd2-F_h2)＝302892.8×0.25＝75723.2N，F_hd1-F_h1＜μ_gm3·(F_hd2-F_h2)，即钢卷与垫木之间的摩擦力取到最小值时钢卷仍然不会滑落，因此该规格的托架在轨道运输过程中即使发生倾斜但钢卷也不会从立托架上滑落。

C.钢卷吊运稳定性分析：

在步骤C中，选用规格为D1000的木托架，钢卷重量为10t，由上可知木托架的重量为33kg，边脚垫木的重量为6.82kg；设吊带的宽度为100mm，其位置在b＝40.55mm处，假设在吊带吊运过程中的加速过程是匀加速运动a＝v/t＝0.3/2＝0.15m/s²；钢卷分配系数φ₁＝0.65。

C1)垫木上表面受力为F_d1＝0.65×(10000+12.54)×(9.8+0.15)＝64756.10245N，均布载荷为

吊绳对垫木下表面的竖直分量力为

均布载荷为

C2)最大弯矩为M_dmax＝-4061885.13N·mm，对应的最大正应力为σ_dmax＝-16.02MPa。

C3)最大剪应力为τ_dmax＝-2.57MPa。

C4)参数代入比较

通过与垫木材料的最大许用应力的比较，判断吊运过程中立托架垫木不会发生破坏。

D.钢卷堆放垫木受力变形分析:

D1)计算钢卷在三块面板上的总面积S_z＝517748mm²，钢卷重力载荷在面板分布均匀，此时单位面积局部载荷为

D2)根据钢卷外轮廓在边板的分布，由于结构对称，因此用二次曲线方程f₂(x,y)拟合该轮廓线，根据托架规格确定三点即可求出该轮廓方程，所以f₁(x,y)＝x²+y²-450²，f₂(x,y)＝-0.0417x²+7.75x。

D3)将垫木在宽度方向进行10等分，因此

λ₁＝0.15，将已知参数α＝6°，L_g-A＝100因此有：

垫木变截面处高度变化高度公式为：h(x)＝e+x·tanα，τ_d1max是当x＝L_g1-A计算出来的结果，τ_d1max是当x＝a₁处的计算结果，a₁值参见图6；同理σ_w1max是当x＝L_g1-A计算出来的弯矩值，σ_w2max是当x＝a₁处的计算结果。

根据计算结果可知剪应力最大处发生在L_g-A＝100处，垫木截面突变处的弯矩最大。

D4)钢卷堆垛过程中中板上部受力为

中板下部受力为

取二者较大值σ_ymax＝2.96MPa，由计算结果可知钢卷堆垛过程中中板符合使用要求。

实施例2：

以木托架垫木规格为D1500的产品为例，对本发明所述的适合于钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法进行详细说明。

A.钢卷辊道运输碰撞分析:

A1)根据立托架D1500的规格，令W＝2000mm，W_G＝860mm，S＝20266.5mm，当γ＝0.95时，根据

计算可知当放置钢卷λ≥0.0267既α≥1.53°时，钢卷在辊道运输会发生触碰轨道的情况。

A2)根据受力分析，立托架垫木结构可以判断立托架与辊道两侧钢板接触之后的运动状态，当前规格的托架在运行过程中受力最大的状态是只与两辊道接触时，其中钢木之间的摩擦系数为0.2～0.35，由于垫木与辊道运输属于滚动与滑动双状态耦合，因此取其摩擦系数为0.25，取其极限角度α＝1.53°。其他参数为L₁＝1200mm，M_L＝58Kg，M_G＝15000Kg，b＝100mm，计算得：F_fg1＝0.3×(0.4×0.25×sin1.53×15058×9.8+0.6×0.25×sin1.53×15058×9.8)＝295.51N；F_g1＝0.6×0.25×cos1.53×15058×9.8+0.4×0.25×cos1.53×15058×9.8＝36878.95N；

计算得F_fg1＜F_g1因此立托架会贴着两侧辊道继续前进，也会在力矩的作用下旋转。因此在托架在辊道运输的过程中，由于钢卷放置角度的偏差造成钢卷在立托架上左右偏置，导致垫木左右受力不均匀，当分配系数相差较大时不仅会导致钢卷发生自转而且会导致钢卷与辊道侧面发生碰撞，同时由于钢卷自转以及垫木与侧面辊道摩擦力的增大导致接触角度增大从而造成钢卷在辊道停滞不前现象的产生，因此在操作翻钢机的过程中要尽量保障钢卷在托架面板的几何型心处同时要尽可能的让垫木与辊道的夹角为零。

B.钢卷辊道运输滑落及倾覆分析：

B1)首先根据已知参数判断钢卷在辊道突然停车之后的运动状态，垫木与传送辊之间的摩擦力为F_fq＝(F_l+F_r)＝(1-η)·μ_gm1·(M_L+M_G)·g＝36892.1·(1-η)N；钢卷所产生的惯性力为F_fh＝(F_l+F_r)＝η·μ_gm1·(M_L+M_G)·g＝36892.1ηN。

当F_fq＜F_fh时，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，此时钢卷由于惯性力会滑动一定的距离，钢卷不会倾倒；当F_fq＞F_fh时，钢卷产生一个倾覆力矩，此时垫木绕辊道产生一个翻转趋势。因此当打滑系数大于0.5时，钢卷在辊道停滞过程中会产生滑动，不会倾倒；如果打滑系数小于0.5时，钢卷发生倾斜。

B2)下面针对打滑系数小于0.5的情况进行分析，根据钢卷现场打滑现象分析取打滑系数η＝0.35，带入相关参数可得钢卷在停车及启动时加速度为a＝F_fq/(M_L+M_G)＝0.25×(1-η)×g＝1.5925m/s²，钢卷产生的倾覆力矩为M_q＝15058×1.5925×0.66＝15826.71N·m，钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩为M_fq＝＝15058×9.8×φ₂×(0.6-0.285)＝46484.05φ₂N·m。

当偏置系数φ₂≤0.34时，M_q≥M_fq钢卷在辊道运行或停止时发生倾斜；当偏置系数φ₂＞0.34时，M_q≤M_fq，钢卷不发生倾倒。

B3)此时计算可得倾滑角度

由于钢卷以一定的速度前倾因此要计算钢卷由于冲量所产生的作用力，此时根据倾斜角度可以分别计算出

F_hd1＝89956.29N；F_hd2＝592709.09N；F_h1＝15058×9.8×sin8.63＝22143.09N；F_h2＝15058×9.8×cos8.63＝145897.62N。

计算得F_hd1-F_h1＝67813.2N，μ_gm3·(F_hd2-F_h2)＝446811.47×0.25＝111702.8675N，F_hd1-F_h1＜μ_gm3·(F_hd2-F_h2)，即钢卷与垫木之间的摩擦力取到最小值时钢卷仍然不会滑落，因此该规格的托架在轨道运输过程中即使发生倾斜但钢卷也不会从立托架上滑落。

C.钢卷吊运稳定性分析：

在步骤C中，选用规格为D1500的木托架，钢卷重量为15t，由上可知木托架的重量为58kg，边脚垫木的重量为11.99kg；设吊带的宽度为100mm，其位置在b＝90.55mm处，假设在吊带吊运过程中的加速过程是匀加速运动a＝v/t＝0.3/2＝0.15m/s²；钢卷分配系数φ₁＝0.65。

C1)垫木上表面受力为F_d1＝0.65×(15000+22.03)×(9.8+0.15)＝97154.98N，均布载荷为

吊绳对垫木下表面的竖直分量力为

均布载荷为

C2)最大弯矩为M_dmax＝-7327445.18N·mm，对应的最大正应力为σ_dmax＝-26.01MPa。

C3)最大剪应力为τ_dmax＝-3.45MPa。

C4)参数代入比较

通过与垫木材料的最大许用应力的比较，判断吊运过程中立托架垫木不会发生破坏。

D.钢卷堆放垫木受力变形分析:

D1)计算钢卷在三块面板上的总面积S_z＝1184933mm²，钢卷重力载荷在面板分布均匀，此时单位面积局部载荷为

D2)根据钢卷外轮廓在边板的分布，由于结构对称，因此用二次曲线方程f₂(x,y)拟合该轮廓线，根据托架规格确定三点即可求出该轮廓方程，所以f₁(x,y)＝x²+y²-700²，f₂(x,y)＝0.00126x²-0.9x+510。

D3)将垫木在宽度方向进行10等分，因此

λ₁＝0.15，将已知参数α＝6°，a₁＝190因此有：

根据计算结果可知剪应力最大处发生在a₁＝190处，垫木截面突变处的弯矩最大。

D4)钢卷堆垛过程中中板上部受力为

中板下部受力为

取二者较大值σ_ymax＝3.115MPa，由计算结果可知钢卷堆垛过程中中板符合使用要求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，其特征在于，包括：

对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果；

对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果；

对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果；

对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果；

根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果和所述第四分析结果，确定钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性情况。

2.根据权利要求1所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，其特征在于，所述对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果，具体包括：

钢卷经过翻钢机后，获取立托架边部距离辊道较近一侧宽度以及宽度阈值；

判断所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度是否大于所述宽度阈值；

若是，则立托架不会与辊道两侧发生碰撞；

若否，则立托架与辊道边部发生碰撞；

获取立托架与边部距离辊道摩擦力、辊道对立托架垫木的反作用力；

判断所述立托架与边部距离辊道摩擦力是否大于所述辊道对立托架垫木的反作用力；

若是，则立托架在力矩的作用下会绕碰触点旋转；

若否，则立托架会贴着两侧辊道继续前进，并在所述力矩的作用下旋转。

3.根据权利要求1所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，其特征在于，所述对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果，具体包括：

获取垫木与传送辊之间的摩擦力和钢卷产生的惯性力；

判断所述垫木与传送辊之间的摩擦力是否大于所述钢卷产生的惯性力；

若所述垫木与传送辊之间的摩擦力大于所述钢卷产生的惯性力，则钢卷产生一个倾覆力矩，计算钢卷产生的倾覆力矩和钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

判断所述钢卷产生的倾覆力矩是否大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

若所述钢卷产生的倾覆力矩大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，则钢卷发生倾斜；

获取倾滑角度和倾斜冲量产生的力；

根据所述弧倾滑角度和所述倾斜冲量产生的力，判断钢卷是否会发生倾斜滑落；

若所述垫木与传送辊之间的摩擦力小于所述钢卷产生的惯性力，则钢卷产生一个倾覆力矩，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，钢卷由于惯性力会滑动一定距离但是钢卷不会倾倒；

若所述钢卷产生的倾覆力矩小于等于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，则钢卷不发生倾倒。

4.根据权利要求1所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，其特征在于，所述对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果，具体包括：

获取垫木上表面均布载荷和吊绳对垫木下表面的均布载荷；

根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大弯矩；

根据所述最大弯矩，确定最大弯矩对应的最大正应力；

根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大剪应力；

获取垫木材料的最大许用应力，所述最大许用应力包括最大许用正应力和最大许用剪应力；

根据所述最大弯矩对应的最大正应力、所述最大剪应力、所述最大许用正应力和所述最大许用剪应力，判断吊运过程中立托架垫木是否会发生破坏。

5.根据权利要求1所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析方法，其特征在于，所述对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果，具体包括：

计算钢卷在三块面板上的总面积；

根据所述总面积，确定单位面积局部载荷；

获取钢卷外轮廓的轮廓方程；

根据所述钢卷外轮廓的轮廓方程，确定垫木长度方向分布载荷曲线方程参数；

根据所述垫木长度方向分布载荷曲线方程参数，计算钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩；

计算钢卷堆垛过程中中板的压应力，得到中板上部受力和中板下部受力；

获取中板最大许用应力；

将所述中板上部受力和中板下部受力之间的较大值与所述中板最大许用应力进行比较，判断是否满足使用要求。

6.一种钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统，其特征在于，包括：

第一分析模块，用于对钢卷辊道运输进行碰撞分析，得到第一分析结果；

第二分析模块，用于对钢卷辊道运输进行滑落及倾覆分析，得到第二分析结果；

第三分析模块，用于对钢卷吊运过程进行稳定性分析，得到第三分析结果；

第四分析模块，用于对钢卷堆放垫木进行受力变形分析，得到第四分析结果；

木托架稳定性情况确定模块，用于根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果和所述第四分析结果，确定钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性情况。

7.根据权利要求6所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统，其特征在于，所述第一分析模块，具体包括：

宽度获取单元，用于钢卷经过翻钢机后，获取立托架边部距离辊道较近一侧宽度以及宽度阈值；

第一判断单元，用于判断所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度是否大于所述宽度阈值；

第一判断结果单元，用于当所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度大于所述宽度阈值时，立托架不会与辊道两侧发生碰撞；

第二判断结果单元，用于当所述立托架边部距离辊道较近一侧宽度小于等于所述宽度阈值时，立托架与辊道边部发生碰撞；

第一摩擦力、反作用力获取单元，用于获取立托架与边部距离辊道摩擦力、辊道对立托架垫木的反作用力；

第二判断单元，用于判断所述立托架与边部距离辊道摩擦力是否大于所述辊道对立托架垫木的反作用力；

第三判断结果单元，用于当所述立托架与边部距离辊道摩擦力大于所述辊道对立托架垫木的反作用力，立托架在力矩的作用下会绕碰触点旋转；

第四判断结果单元，用于当所述立托架与边部距离辊道摩擦力小于等于所述辊道对立托架垫木的反作用力，立托架会贴着两侧辊道继续前进，并在所述力矩的作用下旋转。

8.根据权利要求6所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统，其特征在于，所述第二分析模块，具体包括：

第二摩擦力、惯性力获取单元，用于获取垫木与传送辊之间的摩擦力和钢卷产生的惯性力；

第三判断单元，用于判断所述垫木与传送辊之间的摩擦力是否大于所述钢卷产生的惯性力；

第五判断结果单元，用于当所述垫木与传送辊之间的摩擦力大于所述钢卷产生的惯性力时，钢卷产生一个倾覆力矩，计算钢卷产生的倾覆力矩和钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

第四判断单元，用于判断所述钢卷产生的倾覆力矩是否大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩；

第一倾斜结果单元，用于当所述钢卷产生的倾覆力矩大于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩时，钢卷发生倾斜；

倾滑角度、倾斜冲量产生力获取单元，用于获取倾滑角度和倾斜冲量产生的力；

第五判断单元，用于根据所述弧倾滑角度和所述倾斜冲量产生的力，判断钢卷是否会发生倾斜滑落；

第六判断结果单元，用于当所述垫木与传送辊之间的摩擦力小于所述钢卷产生的惯性力时，钢卷产生一个倾覆力矩，垫木与传送辊之间产生滑动摩擦，钢卷由于惯性力会滑动一定距离但是钢卷不会倾倒；

第二倾斜结果单元，用于当所述钢卷产生的倾覆力矩小于等于所述钢卷重力对支撑处的反倾覆力矩，钢卷不发生倾倒。

9.根据权利要求6所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统，其特征在于，所述第三分析模块，具体包括：

均布载荷获取单元，用于获取垫木上表面均布载荷和吊绳对垫木下表面的均布载荷；

最大弯矩确定单元，用于根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大弯矩；

最大正应力确定单元，用于根据所述最大弯矩，确定最大弯矩对应的最大正应力；

最大剪应力确定单元，用于根据所述垫木上表面均布载荷和所述吊绳对垫木下表面的均布载荷，确定最大剪应力；

垫木材料的最大许用应力获取单元，用于获取垫木材料的最大许用应力，所述最大许用应力包括最大许用正应力和最大许用剪应力；

第六判断单元，用于根据所述最大弯矩对应的最大正应力、所述最大剪应力、所述最大许用正应力和所述最大许用剪应力，判断吊运过程中立托架垫木是否会发生破坏。

10.根据权利要求6所述的钢卷运输与静置过程中的木托架稳定性分析系统，其特征在于，所述第四分析模块，具体包括：

总面积计算单元，用于计算钢卷在三块面板上的总面积；

局部载荷确定单元，用于根据所述总面积，确定单位面积局部载荷；

轮廓方程获取单元，用于获取钢卷外轮廓的轮廓方程；

垫木长度方向分布载荷曲线方程参数确定单元，用于根据所述钢卷外轮廓的轮廓方程，确定垫木长度方向分布载荷曲线方程参数；

剪应力、力矩计算单元，用于根据所述垫木长度方向分布载荷曲线方程参数，计算钢卷堆垛过程中变截面处的剪应力和力矩；

中板受力计算单元，用于计算钢卷堆垛过程中中板的压应力，得到中板上部受力和中板下部受力；

中板最大许用应力获取单元，用于获取中板最大许用应力；

第七判断单元，用于将所述中板上部受力和中板下部受力之间的较大值与所述中板最大许用应力进行比较，判断是否满足使用要求。

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