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        對(duì)“既有電梯層門(mén)導(dǎo)靴嚙合深度試驗(yàn)研究”一文的點(diǎn)評(píng)

        2020-10-30 08:25:14
        中國(guó)建材科技 2020年4期
        關(guān)鍵詞:電梯深度變形

        (河南省特種設(shè)備安全檢測(cè)研究院,河南 鄭州 450000)

        科技論文是科技人員在科學(xué)實(shí)驗(yàn)(或試驗(yàn))的基礎(chǔ)上,對(duì)自然科學(xué)、工程技術(shù)等領(lǐng)域的現(xiàn)象(或問(wèn)題)進(jìn)行的科學(xué)分析、綜合研究和闡述,總結(jié)與創(chuàng)新,并符合各類(lèi)科技期刊電子化和書(shū)面表達(dá)的要求[1]。

        一篇以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的科技論文應(yīng)具有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值,分析思路明確,理論探討周密?chē)?yán)謹(jǐn),結(jié)論簡(jiǎn)明正確[2]。本人在閱讀《中國(guó)特種設(shè)備安全》2019年第6期“既有電梯層門(mén)導(dǎo)靴嚙合深度試驗(yàn)研究”一文后,對(duì)文中的某些論述、試驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論存疑,提出自己的看法,不足之處,歡迎指正。

        1 幾點(diǎn)存疑

        1)“電梯層門(mén)受外力撞擊后發(fā)生門(mén)扇底部脫出地坎槽,與撞擊力大小、門(mén)扇強(qiáng)度不足和門(mén)導(dǎo)靴嚙合深度過(guò)淺三個(gè)因素有關(guān)?!保ㄎ恼虑把缘谝欢蔚?行)

        電梯門(mén)扇通過(guò)滑輪固定在門(mén)套上方,下端通過(guò)滑塊在導(dǎo)靴中滑動(dòng),呈懸空狀態(tài)。電梯層門(mén)脫落是由于撞擊過(guò)程中引發(fā)層門(mén)橫向變形,橫向變形導(dǎo)致下端向上位移,從而脫離導(dǎo)靴,導(dǎo)致事故發(fā)生。

        第一個(gè)問(wèn)題:什么是強(qiáng)度?強(qiáng)度是指構(gòu)件受力后不能發(fā)生破壞或產(chǎn)生不可恢復(fù)變形的能力[3]。從現(xiàn)有大多數(shù)層門(mén)撞擊脫落事故的案例來(lái)看,層門(mén)撞擊后,層門(mén)未發(fā)生破壞,甚至未發(fā)生永久的塑性變形[4],因此引起層門(mén)脫落的原因不是強(qiáng)度不足,而是剛度不足。剛度是指構(gòu)件受力后不發(fā)生超過(guò)工程允許的彈性變形的能力[3]。

        層門(mén)脫落無(wú)法通過(guò)提高材料強(qiáng)度解決,鋼材的彈性模量E=2.1×105N/mm2,是一個(gè)常數(shù)。無(wú)論是Q235還是Q345等常用鋼材,彈性模量基本相同[5],所以,如果結(jié)構(gòu)剛性不足時(shí),采用高強(qiáng)鋼無(wú)法使電梯層門(mén)的剛性得到加強(qiáng),無(wú)法降低層門(mén)的變形和避免層門(mén)受撞擊時(shí)的脫落。

        第二個(gè)問(wèn)題:層門(mén)脫落不僅和文中的三個(gè)因素有關(guān),而且與約束方式和撞擊力的位置直接相關(guān)。電梯層門(mén)的約束方式大同小異,但撞擊力的位置至關(guān)重要,如果把電梯層門(mén)翻轉(zhuǎn)90度,電梯層門(mén)的約束可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁,力作用在簡(jiǎn)支梁中部時(shí),簡(jiǎn)支梁的變形最大[5]:

        其中,F(xiàn)-集中載荷(N);L-跨度(mm);E-材料彈性模量(MPa);I-截面慣性矩(mm3)。

        沖擊力作用在靠近層門(mén)上下約束位置時(shí),產(chǎn)生變形的效果大大降低,層門(mén)脫落的可能性就很小。通過(guò)公式(1)可知,不同廠家層門(mén)的高度、結(jié)構(gòu)型式基本相同,在同樣沖擊力作用下,在層門(mén)最薄弱部位(接近層門(mén)中部),層門(mén)的變形僅與彈性模量有關(guān),高強(qiáng)鋼和普通碳素鋼的彈性模量相同,這再次說(shuō)明了提高層門(mén)強(qiáng)度并不能降低層門(mén)的變形,無(wú)法有效預(yù)防層門(mén)的脫落。

        2)“A牌層門(mén)的機(jī)械強(qiáng)度好于B牌和C牌層門(mén)……擺錘撞擊點(diǎn)周?chē)霈F(xiàn)了明顯可見(jiàn)的永久變形,說(shuō)明層門(mén)發(fā)生塑性變形而引起導(dǎo)靴脫離地坎槽……通過(guò)上述分析可知,并非層門(mén)門(mén)扇的機(jī)械強(qiáng)度越高,層門(mén)抗沖擊性能就越好……”(文章3.2節(jié)第三、五段)

        層門(mén)剛脫槽時(shí),三種層門(mén)對(duì)應(yīng)的重錘下落高度不一樣,B電梯和C電梯的高度比A電梯高100~200mm,受到的沖擊功大,所以會(huì)有永久變形,而A電梯受到的沖擊功小,所以為彈性變形。層門(mén)擺錘重?fù)粼囼?yàn)中,假定沖擊過(guò)程為力的三角脈沖,則層門(mén)受到的沖擊功[6]:

        其中,F(xiàn)max-沖擊力的最大值(N);t-沖擊時(shí)間(s)

        由公式(2)可知,沖擊力僅是沖擊過(guò)程的一個(gè)峰值,沖擊過(guò)程延長(zhǎng)會(huì)拉低峰值,沖擊力和沖擊功是兩個(gè)概念[7]。

        脫槽是由變形引起的,變形分為彈性變形和塑性變形,即使出現(xiàn)了永久變形,也不能認(rèn)為是塑性變形引起的脫槽,塑性變形僅占整個(gè)變形量的很小一部分。通過(guò)文中這個(gè)試驗(yàn),并不能得出A牌電梯層門(mén)的強(qiáng)度更好。挑選做試驗(yàn)的A牌電梯層門(mén)沒(méi)有加強(qiáng)筋,強(qiáng)度剛度都小,因?yàn)閯偠刃?,所以較小的沖擊功(擺錘高度低)就可引起較大的變形,層門(mén)側(cè)向變形引起層門(mén)底部向上位移,造成脫槽。較小的沖擊功無(wú)法使得層門(mén)塑性變形,但是不能因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)塑性變形就說(shuō)明A牌電梯層門(mén)的機(jī)械強(qiáng)度更好。

        3)“選取3位成年男性,從距層門(mén)2.4m處開(kāi)始小跑助力后用腳踹層門(mén),腳踹層門(mén)撞擊點(diǎn)位置與擺錘撞擊層門(mén)撞擊點(diǎn)一致,測(cè)試并記錄成年人腳踹不同品牌層門(mén)的最大沖擊力。”(文章3.3節(jié)第一段)

        3個(gè)成人是否具有代表性?年齡、身高、體重、職業(yè)等因素如何考慮?其中的差距如何度量?科技論文要求定量試驗(yàn)。此處引用的GB 50352-2005《民用建筑設(shè)計(jì)通則》中并沒(méi)有對(duì)腳踹門(mén)做任何規(guī)定,亦看不出標(biāo)準(zhǔn)和這個(gè)試驗(yàn)有任何關(guān)聯(lián)性。

        此外,試驗(yàn)記錄沖擊力是否合適?沖擊力不但與沖擊功有關(guān),還與沖擊時(shí)間有關(guān),如果門(mén)提前脫離,沖擊功并未完全釋放,或者沖擊時(shí)間變長(zhǎng),沖擊力則會(huì)減低。在沖擊試驗(yàn)中,以沖擊功作為度量指標(biāo)是比較科學(xué)的[8]。

        4)“而當(dāng)門(mén)導(dǎo)靴嚙合深度為12mm和15mm時(shí),成年人不能用腳踹開(kāi)三種品牌所有規(guī)格的層門(mén)。因此,通過(guò)對(duì)兩種方式撞擊層門(mén)的沖擊力值大小進(jìn)行比較后可知,門(mén)導(dǎo)靴嚙合深度為12mm和15mm時(shí)均符合要求?!保ㄎ恼?.3節(jié)第四段)“表明當(dāng)門(mén)導(dǎo)靴嚙合深度為15mm時(shí),雖不能完全防止所有規(guī)格層門(mén)受人力撞擊后脫槽,但受到人力撞擊后層門(mén)導(dǎo)靴脫槽的可能性很低。因此,綜合比較,將既有電梯門(mén)導(dǎo)靴安全嚙合深度設(shè)置為15mm為宜?!保ㄎ恼?.4節(jié)第三段)

        即使認(rèn)為腳踹出的力是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)度量值,通過(guò)這個(gè)試驗(yàn),同樣可以得出這樣的結(jié)論,在9mm嚙合深度情況下,門(mén)的剛度高,安全性亦高,可以從門(mén)的剛度,即門(mén)的變形入手,限定一個(gè)值,這樣就不會(huì)單純從嚙合量指標(biāo)來(lái)確保電梯層門(mén)的安全,試驗(yàn)和結(jié)論之間沒(méi)有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。

        2 小結(jié)

        本文僅針對(duì)《中國(guó)特種設(shè)備安全》2019年第6期“既有電梯層門(mén)導(dǎo)靴嚙合深度試驗(yàn)研究”一文點(diǎn)評(píng),不對(duì)其中的試驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)的真實(shí)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外,試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)試的電梯層門(mén)屬試驗(yàn)者隨機(jī)抽選,并不能完全表明各品牌產(chǎn)品的性能。

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