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

（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，理論探討周密嚴(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）“電梯層門受外力撞擊后發(fā)生門扇底部脫出地坎槽，與撞擊力大小、門扇強(qiáng)度不足和門導(dǎo)靴嚙合深度過(guò)淺三個(gè)因素有關(guān)。”（文章前言第一段第4行）

電梯門扇通過(guò)滑輪固定在門套上方，下端通過(guò)滑塊在導(dǎo)靴中滑動(dòng)，呈懸空狀態(tài)。電梯層門脫落是由于撞擊過(guò)程中引發(fā)層門橫向變形，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)層門撞擊脫落事故的案例來(lái)看，層門撞擊后，層門未發(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)法使電梯層門的剛性得到加強(qiáng)，無(wú)法降低層門的變形和避免層門受撞擊時(shí)的脫落。

第二個(gè)問(wèn)題：層門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，如果把電梯層門翻轉(zhuǎn)90度，電梯層門的約束可以簡(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上下約束位置時(shí)，產(chǎn)生變形的效果大大降低，層門脫落的可能性就很小。通過(guò)公式（1）可知，不同廠家層門的高度、結(jié)構(gòu)型式基本相同，在同樣沖擊力作用下，在層門最薄弱部位（接近層門中部），層門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)明了提高層門強(qiáng)度并不能降低層門的變形，無(wú)法有效預(yù)防層門的脫落。

2）“A牌層門的機(jī)械強(qiáng)度好于B牌和C牌層門……擺錘撞擊點(diǎn)周圍均出現(xiàn)了明顯可見(jiàn)的永久變形，說(shuō)明層門發(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，并非層門門扇的機(jī)械強(qiáng)度越高，層門抗沖擊性能就越好……”（文章3.2節(jié)第三、五段）

層門剛脫槽時(shí)，三種層門對(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牌電梯層門的強(qiáng)度更好。挑選做試驗(yàn)的A牌電梯層門沒(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，層門側(cè)向變形引起層門底部向上位移，造成脫槽。較小的沖擊功無(wú)法使得層門塑性變形，但是不能因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)塑性變形就說(shuō)明A牌電梯層門的機(jī)械強(qiáng)度更好。

3）“選取3位成年男性，從距層門2.4m處開(kāi)始小跑助力后用腳踹層門，腳踹層門撞擊點(diǎn)位置與擺錘撞擊層門撞擊點(diǎn)一致，測(cè)試并記錄成年人腳踹不同品牌層門的最大沖擊力?！保ㄎ恼?.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。因此，通過(guò)對(duì)兩種方式撞擊層門的沖擊力值大小進(jìn)行比較后可知，門導(dǎo)靴嚙合深度為12mm和15mm時(shí)均符合要求。”（文章3.3節(jié)第四段）“表明當(dāng)門導(dǎo)靴嚙合深度為15mm時(shí)，雖不能完全防止所有規(guī)格層門受人力撞擊后脫槽，但受到人力撞擊后層門導(dǎo)靴脫槽的可能性很低。因此，綜合比較，將既有電梯門導(dǎo)靴安全嚙合深度設(shè)置為15mm為宜。”（文章3.4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，門的剛度高，安全性亦高，可以從門的剛度，即門的變形入手，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。