電梯層門主要作用是防止人員墜落電梯井道，因此歷來各國都非常重視，往往會(huì)對(duì)層門提出許多具體的技術(shù)要求。為了保障電梯層門的機(jī)械強(qiáng)度能滿足日常的使用要求，電梯制造與安裝國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于電梯層門在靜載、動(dòng)態(tài)載荷均具有明確的機(jī)械強(qiáng)度及變形參數(shù)要求。

為了評(píng)估電梯層門在靜載、錘擊動(dòng)態(tài)載荷下的機(jī)械性能，并探索新拓三維SPARK三維高速測量系統(tǒng)在電梯機(jī)械性能試驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用，DIC高速測量技術(shù)用于電梯層門靜載及錘擊試驗(yàn)，分析不同狀態(tài)下電梯層門的變形量。通過高速DIC技術(shù)，獲取層門在瞬態(tài)沖擊過程中的離面位移和應(yīng)變時(shí)程。試驗(yàn)數(shù)據(jù)有助于分析層門結(jié)構(gòu)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，以及分析層門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。

電梯層門受朝向井道內(nèi)方向的外力所涉及的主要是GB 7588.1-201X《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中第5.3.5.3條的規(guī)定，概括主要有以下幾點(diǎn)。

1、靜態(tài)

1）300N垂直作用于層門上的任意位置且均勻分布在5cm2的圓形或方形面積上，永久變形不大于1mm，彈性變形不大于15mm，且試驗(yàn)后門的安全功能不受影響；

2）1000N垂直作用于層門上的任意位置且均勻分布在100cm2的圓形或方形面積上（在300s內(nèi)逐漸增加），試驗(yàn)后沒有影響功能和安全的明顯的永久變形；

2、動(dòng)態(tài)

從層站側(cè)，用相當(dāng)于45kg的軟擺錘沖擊裝置從800mm的高度跌落時(shí)的撞擊能量，從門板寬度方向的中間以符合GB 7588.1-201X 表5所規(guī)定的撞擊點(diǎn)，撞擊層門時(shí)，需滿足以下條件：

1）可以有永久變形，也允許撞擊后的門無法運(yùn)行；

2）門組件不應(yīng)喪失完整性，并保持在原有位置，且突進(jìn)井道后的間隙不應(yīng)大于0.12m；

3）對(duì)于玻璃部分，應(yīng)無裂紋。

DIC高速測量技術(shù)用于電梯層門機(jī)械性能試驗(yàn)測試

DIC是一種非接觸式光學(xué)檢測技術(shù)，通過對(duì)試件表面的灰度數(shù)字圖像進(jìn)行采集，通過對(duì)灰度數(shù)字圖像在不同時(shí)間的圖像變化進(jìn)行分析計(jì)算，達(dá)到監(jiān)測試件表面變形與位移的目的。

新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，通過直接控制高速攝像機(jī)采集，基于參考點(diǎn)和時(shí)序信息計(jì)算追蹤點(diǎn)的位移、速度、加速度等數(shù)據(jù)。試驗(yàn)時(shí)將兩臺(tái)高速攝像機(jī)分別放置在電梯層門后面，從2個(gè)角度拍攝層門背面散斑區(qū)域變形，通過新拓三維XTDA動(dòng)態(tài)分析軟件獲得層門背面的力學(xué)響應(yīng)。

01靜態(tài)載荷測試

試驗(yàn)中，采用帶有球形沖擊頭分別施加不同的靜態(tài)載荷于層門上，通過高速攝像機(jī)來拍攝層門表面的瞬態(tài)彈性變形，XTDA軟件根據(jù)圖像獲取試樣的三維位移場數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵區(qū)域最大位移數(shù)據(jù)

采用XTDA動(dòng)態(tài)分析軟件對(duì)2組不同力值加載試驗(yàn)拍攝的散斑圖像進(jìn)行分析處理，得到電梯層門靜態(tài)載荷下的位移場和關(guān)鍵點(diǎn)位移數(shù)據(jù)。由下圖可知，第一次加載關(guān)鍵點(diǎn)最大變形數(shù)據(jù)為9.8980mm；第二次加載關(guān)鍵點(diǎn)最大變形數(shù)據(jù)為11.4618mm，滿足彈性變形不大于15mm的國標(biāo)要求。

第一組力值加載位移場數(shù)據(jù)：

第二組力值加載位移場數(shù)據(jù)：

02動(dòng)態(tài)錘擊測試

根據(jù)GB進(jìn)行軟擺錘沖擊試驗(yàn)，同時(shí)在電梯層門背面采用XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)搭配的兩臺(tái)高速攝像機(jī)采集圖像，分析電梯門層背后梁柱部分的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全場位移以及應(yīng)變。

撞擊過程位移場數(shù)據(jù)

基于高速攝像機(jī)采集的圖像，XTDA動(dòng)態(tài)分析軟件對(duì)圖像進(jìn)行計(jì)算分析，輸出電梯層門背后梁柱實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的位移場及應(yīng)變場，可分析撞擊過程瞬態(tài)全過程的位移及應(yīng)變數(shù)據(jù)。

應(yīng)變過程數(shù)據(jù)

位移過程數(shù)據(jù)

撞擊瞬態(tài)最大主應(yīng)變及合位移數(shù)據(jù)

下圖為XTDA動(dòng)態(tài)分析軟件輸出的梁柱表面中間點(diǎn)的最大主應(yīng)變及合位移數(shù)據(jù)，最大主應(yīng)變?yōu)?.0770%，紅色區(qū)域應(yīng)變集中則為撞擊點(diǎn)。關(guān)鍵點(diǎn)最大合位移為88.0163mm，滿足突進(jìn)井道后的間隙不應(yīng)大于0.12m的標(biāo)準(zhǔn)要求。

最大主應(yīng)變

最大主應(yīng)變分析曲線

合位移

合位移曲線

試驗(yàn)采用新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)對(duì)電梯層門靜態(tài)、動(dòng)態(tài)載荷下的變形過程進(jìn)行了研究，得到了該過程中電梯層門的瞬態(tài)力學(xué)響應(yīng)特性。測試數(shù)據(jù)有助于分析電梯層門在靜載、動(dòng)載下的變形量指標(biāo)，驗(yàn)證電梯層門系統(tǒng)其強(qiáng)度與剛度是否滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。

新拓三維XTDIC-SPARK三維高速測量系統(tǒng)，DIC高速測量技術(shù)可分析全場位移、應(yīng)變區(qū)域，數(shù)據(jù)直觀、精準(zhǔn)、可視化，在高速?zèng)_擊、高速振動(dòng)、高速變形、高速運(yùn)動(dòng)、高速旋轉(zhuǎn)等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。