Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Chẩn đoán hư hỏng trong kết cấu tấm sử dụng phương pháp năng lượng biến dạng kết hợp với thuật toán di truyền

Ð xuất phương pháp ch n đoán hu h ng trong kết cau tam sử dụng năng lượng biến dạng kết hợp với thuật toán di truy n.So sánh và kiểm chứng kết quả phương pháp với kết quả đã công bồ.4..

DANH MUC CAC KY HIEU

GIỚI THIEU

1.1.1 Linh vực theo dõi và chan đoán kết cấu (SHM - Structural Health

Theo dõi và ch n đoán kết câu là một thuật ngữ đ cập đến việc đánh giá Ứng xử đang làm việc của kết cau băng cách sử dụng nhi u kỹ thuật đo lường khác nhau.

SHM được áp dụng để đưa ra các cảnh báo v_ sự xuất hiện hư h ng từ những tín hiệu đáp ứng ghi nhận được trong kết câu, nhận dạng vi trí và độ lớn của hu h ng trong két câu và đánh giá được ảnh hưởng của hu h ng đên toàn bộ két cau.

Thực tế, các kết cau lớn trên thé giới đ u có hệ thống thu và xử lý thông tin làm dữ liệu cho công tác giám sát tình trạng của công trình v_ mặt kết cau Đó cũng chính là cơ sở của các kỹ thuật không phá hủy để xác định kết cau bị hư h ng chưa hoặc thậm chí để dự đoán vị trí và mức độ hư h ng Với khả năng đo lường linh hoạt, chi phí tương đối thấp, sử dụng kỹ thuật không phá hủy, cũng như tính khả thi của việc giám sát sức kh e kết cau thực tế; các phương pháp dựa trên dao động của kết cau trở thành một trong những phương pháp tiếp phát hiện hu h ng và giám sát sức kh e kết cầu phô biên nhât. Ở một số quốc gia phát triển, các công trình công cộng và trọng điểm gần như đã bão hòav số lượng, do vậy, công tác đánh giá tình trạng và ch n đoán hu h ng rất cần thiết Công việc này ở các nước phát triển cơ sở hạ tầng lâu đời hiện nay rất được chú ý, các nghiên cứu thuộc lĩnh vực này cũng được đ y mạnh Đối với các kết cầu hạ tầng như cầu và đường, có tudi thọ sử dụng lâu, tải trọng tác dụng dưới dạng tải trọng động, công trình có chi phí cao,v.v giám sát tình trạng kết cau như một đi u kiện bắt buộc.

1.1.1.1 Những van đ có thé xảy ra trong quá trình sử dụng công trình

Trong quá trình sử dụng, có những nguyên nhân gay hu h ng cho công trình ví dụ như: động đất, va chạm, ăn mòn v.v Co bản có thé chia ra làm hai nhóm nguyên

(i) Nhóm nguyên nhân liên quan tới các trường hợp có sự cô xảy ra tác dụng lên công trình, ví dụ: sau khi thiên tai (động đất, lũ lụt, bão, v.v ) xảy ra, va chạm không mong muôn xảy ra v.V

(ii) Nhóm nguyên nhân liên quan đến các trường hợp kết cau bị ăn mòn, nứt, 1 ng liên kết trong quá trình sử dụng công trình.

Khi đó, cần đánh giá lại khả năng sử dụng của công trình để đưa ra biện pháp gia cô nếu can.

1.1.1.2 Kết cấu tấm va một số dạng hưh ng thường gặp trên kết cau tam

Trong xây dựng nói chung và trong ngành xây dựng dân dụng nói riêng, kết cau tắm là một kết cầu rất phố biến Kết cấu tắm được dùng làm các mái che, sàn, tường, v.v Trong tính toán, kết cau tam thường được mô hình hóa qua các mặt phang trung bình của nó.

Trong thực tế, huh ng ở kết cau tâm có thé xảy ra ở nhi u dạng khác nhau Một số dạng phô biến có thé được đ cập như sau: phan tử trong kết cau chịu lực quá giới hạn dẫn đến bị nứt, làm cho độ cứng của phan tử bi suy giảm; vật liệu bi tac động cua môi trường xung quanh làm giảm cường độ và đặc tính ban đầu của vật liệu (ăn mòn, bị sự cố do tác động của con người, V.V ); kết cấu bị khuyết tật trong quá trình thi cụng, v.v (Hỡnh ẽ.ẽ)

(a) Kết cầu bị khuyết tật (b) Kết cầu bị nứt.

Hình 1.1 Hai dạng hư hỏng có thé xảy ra trong tam (nguon: internet).

1.1.1.3 Một số hình ảnh thực tế công tác giám sát tinh trạng kết cấu

Trong thực tế ở các nước phát triển, các công trình có quy mô lớn và tudi thọ lâu dài thường được giám sát tình trạng kết cấu Các dạng công trình thường được chia làm các loại sau: các công trình giao thông quan trọng như cau, đường cao tốc, đường tau điện, v.v.(Hình 1.2 đến Hình 1.5); các công trình kết câu thép hoặc bê tông dạng tháp (Hình 1.6), các tòa nhà cao tầng (Hình I.7) v.V

Hình 1.2 Hình ảnh minh họa công tác SHM cho cau Burlington-Bristol (Mỹ).

(nguồn: http://www.di3.drexel.edu/wiew_project.php?p79).

Hình 1.3 Hình anh minh họa công tác SHM cho câu Jindo (Hàn Quốc).

(nguồn: https://iti.illinois.edu/tech-transfer/technologies/wireless-monitoring-critical- infrastructures).

6 SHM Cost - Tsing Ma Bridge

The Wind and Structural Health Monitoring System (WASHMS) at Tsing Ma Bridge has four different levels of operation: sensory systems, data acquisition systems, local centralised computer systems and global central computer system.

Y Origin: Hongkong ¥ Year: 1997 ¥ Structure Cost: 929 Million vn Annonoee- ¥ SHM Cost: USD 8 Million * serarg ¥ 350 Sensors Bee laces ¥ Cost per Sensor: USD 22,875 pa "x0)/0emero xipsen v Technology: FOS, Wireless

Tsing Ma Bridge with positions of sensors

(nguồn: https://www.slideshare.net/Funk98/smart-sensors-for-infrastructure-and- structural-health-monitoring).

Hinh 1.5 Hinh anh minh hoa céng tac SHM cho cau Jindo (Han Quoc) (tt).

(nguon: http://industrial.embedded-computing.com/articles/structural-monitoring- wireless-smart-sensors/). ime

Hình 1.6 Hình anh minh họa công tác SHM cho TV Tower (Guangzhou).

(nguồn: https://www.polyu.edu.hk/fce/eBulletin/public/issue75/content75/).

Burj Khalifa: Structural Health Monitoring Program Concept

> Weather Station (speed, direction, temperature, humidity, etc)

> Spire & pinnacle faigue tracking & behavior

> Track wind speed at Terraces , exterior wail, ete.

Hình 1.7 Hình anh minh họa công tac SHM cho tháp Burj Khalifa (UAE).

(nguon: https://csengineermag.com/article/structural-vital-signs/).

1.1.2 Năng lượng biến dang (modal strain energy — MSE) Đặc trưng năng lượng biến dang được ứng dung trong tinh toán kỹ thuật giai đoạn đầu bởi Stubbs va Farrar (1995).VW_ sau chỉ tiêu này được mở rộng áp dụng trong nhi u nghiên cứu Năng lượng biến dạng là một chỉ tiêu có độ nhạy cao với sự thay đổi của độ cứng (ma trận độ cứng) nên được mở rộng nghiên cứu áp dụng trong bài toán ch n đoán hưh ng kết cau vì trạng thái hu h ng của một phan tử nào đó có thê được xem như là sự suy giảm v độ cứng của phân tử đó.

Biểu thức tính toán năng lượng biến dạng được xây dựng ở dạng liên tục (đối với dạng dao động của phân tử được viết dưới dạng hàm liên tục) và ở dạng rời rạc (đối với dạng dao động của phan tử được ghi nhận dưới dạng chuyền vị rời rac từng điểm) Dạng thứ hai được sử dụng hầu hết trong bài toán thực tế vì dữ liệu thu được từ thiết bị đo đạc ở dạng rời rạc.

Các nghiên cứu được thực hiện trên nhi u dạng cầu kiện như thanh, tắm, khung phăng, khung không gian,v.v trong cả thực nghiệm và mô ph ng với các chỉ tiêu năng lượng biến dạng khác nhau để ch n đoán vị trí hưh ng Các chỉ tiêu được nghiên cứu một cách độc lap, chưa có sự so sánh và đánh giá mức độ chính xác của các chỉ tiêu với các dạng kết cau.

1.1.3 Thuật toán di truyền (Genetic Algorithm — GA)

Thuật toán di truy n (Genetic Algorithm — GA) là thuật toán được ứng dung sớm nhất và rộng rãi nhất trong bài toán tối ưu Thuật toán này được xây dựng dựa trên sự mồ ph ng của sự chọn lọc và sinh tồn của các cá thé trong tự nhiên để tìm ra cá thé có đặc điểm tốt nhất, từ đó ứng dụng trong bài toán tối ưu dé tìm biến số cho két quả tot nhat đôi với hàm mục tiêu đ ra.

Thuyết tiến hóa trong tự nhiên được nhà khoa hoc Charles Darwin trình bày vào khoảng giữa thé ky XIX Trong đó, các cá thể có đặc tính tôn tại tốt hơn sẽ duy trì được sự sống tốt hơn và khả năng sinh sản sẽ cao hơn Các đặc tính tốt đó sẽ được di truy n qua các thé hệ con cái và tiếp tục phát triển Di u này ngược lại với các cá thé có khả năng sinh tôn kém hơn.

Barricelli (1957) lần đầu tiên viết phan mm sử dung thuật toán di truy n John Holland (1970) bổ sung một số van đ quan trọng để cải tiễn thuật toán di truy n.

Trong những thập niên 70 và 80 của thé kỷ XX, với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính cùng với những hạn chế của tính toán truy n thống, những nghiên cứu liên quan đến thuật toán di truy n được thực hiện sôi nồi.

CHƯƠNG2 TỎNG QUAN

CƠ SỞ LÝ THUYET

Bài toán ch n đoán hu h ng là bài toán ngược trong kết câu, tức là đi xác định độ cứng của các phan tử trong kết cấu đã tôn tại Trong phương pháp đ xuất, thông số dau vào được sử dụng là dạng dao động (véc tơ các chuyển vị nút của dạng dao động — mode shape) của kết câu Trên thực tê, thông số này thu được từ việc phân tích dữ liệu đo đạc từ các cảm biên, thực hiện trên kết câu cân ch n đoán Trong nội dung của Luận văn, trạng thái hu h ng của kết câu được giả định và xem như đó là một “kịch bản” cần ch n đoán; được sử dụng dé kiểm chứng tinh khả thi của phương pháp đ xuất Trang thái giả định đó được mô ph ng và dạng dao động của mô hình được tính toán dựa trên phương pháp PTHH.

3.1 Phân tích dao động tự do

3.1.1 Tóm tắt lý thuyết phân tích dao động tự do Trong hệ rời rạc, hệ phương trình vi phân chuyển động ở dạng ma trận như sau:

Trong đó, M,C,K lần lượt là ma trận khôi lượng, ma trận cản và ma trận độ cứng của kết cau; v(t) , p(t) lan lượt là véc tơ chuyển vị nút phan tử và véc to tải trọng nút.

Trong bài toán phân tích dao động tự do, không cản, thành phan ma trận cản C và p(t ) trong phương trình (3.1) băng “0” Phương trình vi phân chuyển động có dạng:

Xem các dao động là di u hòa với tân số sóc #) và biên độ ® , chọn nghiệm của phương trình (3.2) có dạng: v(/)= Ÿsin(ứ + ỉ) (3.3)

Với cách chọn nghiệm như trên, phương trình dao động tự do (3.2) dẫn tới bài toán trỊ riêng có dạng:

Trong đó, v là biên độ cua các chuyển vị nút khi dao động và xác định dạng dao động: @ là tần số góc riêng của kết cấu.

Phương trình (3.4) là bài toán tri riêng Vì 9 < O nên định thức của ma trận vuụng | K~ ứ°M | (kớch thước nxn - với n là số bậc tự do của kết cấu) phải triệt tiểu tức là: det|K — ứ?M| =0 (3.5) Đi u kiện (3.5) cho ta một phương trỡnh đại số bậc n đối với ứ? Giải phương trỡnh này, tỡm được nghiệm thực dương, tức ứ giỏ tri dương của ứ? Tu đú, tim được n giỏ trị tần số gúc riờng ỉđ, (=7, 2, , n) Tương ứng với mỗi tần số gúc riờng @,, tỡm được vộc tơ riờng tương ứng v, bang cỏch thay giỏ trị ỉ, vào phương trỡnh (3.4)

Véc tơ Ý, là các biên độ dao động của các bậc tự do trong kết cau và là dang dao động (mode shape) của kết cau ứng với tần số góc riêng thứ i.

3.1.2 Lý thuyết tấm Mindlin và phần tử hữu hạn cho tấm

Theo tỉ lệ giữa kích thước cạnh ngăn và b dày có thé chia ra hai loại là tam

1 _ủh m ng và tam day, tam làm ng khi tỉ lệ: —) i i (B°)’ DB det |Sindé N,

Với ằ là ký hiệu ghộp nụi ma trận phõn tử vào ma trận tụng thờ; det|J| là định thức

1 của ma trận Jacobi; B® là ma trận tính biến dạng; m là ma trận khối lượng D được tính từ (3.13) Trong đó:

Phương pháp năng lượng biến dạng được phát triển bởi Stubbs và Farrar (1995), v sau được áp dụng trong nhi u nghiên cứu Năng lượng biến dang là một chỉ tiêu có độ nhạy cao hơn các chỉ tiêu khác được xây dựng từ phân tích dao động kết cầu (tần số dao động riêng và dạng dao động) trong việc ch n đoán hu h ng của kết cầu

(Sazonov và Klinkhachorn 2005; Shi và cộng sự 1998; Wang va cộng sự 2012).

Phương pháp này được sử dụng ban đầu cho bài toán xác định sự thay đôi độ cứng chống uốn của dầm Euler-Bernoulli Y tưởng co bản cho phương pháp ch n đoán là sự thay đổi của đường cong dạng dao động của dầm là một chỉ tiêu để đánh giá hưh ng của kết cấu Đối với kết câu dầm Euler-Bernoulli, năng lượng biến dạng trên toàn chi u dài dầm được xác định băng biểu thức sau:

MSE=—|EI| w"(x)| dx 3.29 5 | tlw") | (3.29)lí 2

EI: d6Octmg chống uốn của tiết diện. w(x) : biểu thức chuyến vi của dam.

Ghi chú: trong công thức trên, biến dạng cat duoc b qua.

Trường hợp thanh có độ cứng thay đổi dọc theo chi u dài dầm, tong năng lượng biến dang được tính bang tông năng lượng biến dạng trên các đoạn dầm ứng với từng độ cứng Công thức tính như sau:

Trong đó el : tong số đoạn dâm.

CÁC BÀI TOÁN KHAO SÁT

Chương này trình bay ba bài toán khảo sát cho kết cau tam, Bài foán 1: trình bày sự so sánh và đối chiếu kết quả của phương pháp đ xuất với kết quả của bài báo quốc tế đã công bố, xác định các thông số và dữ liệu cần thiết để khảo sát các bài toán tiếp theo Bai todn 2: tương tự Bài todn 1 với vị trí của phần tử hư h ng được thay đỗi Bài toán 3: áp dụng ch n đoán với nhi u vị trí hưh ng cùng lúc trên kết cau tam với các mức độ khác nhau.

Hu va Wu (2008) đã sử dụng phương pháp năng lượng biến dạng dé ch n đoán vết nut b mặt trong tắm nhôm m ng với đi u kiện biên tự do Trong cách tiệp cận của mình, Hu và Wu (2008) đã áp dụng phương phá câu phương vi phân để tính toán năng lượng biến dạng và đã xác định chính xác vị trí hư h ng trong tắm nhôm đắng hướng, nhưng chưa xác định được mức độ hu h ng Học viên tham khảo đến bài báo của các tác giả này để so sánh và kiểm chứng kết quả của phương pháp mà học viên đ xuất trong nghiên cứu này.

Công việc ch n đoán vị trí hưh ng được thực hiện lần lượt trên bốn chỉ tiêu đánh giá sự có mặt của hưh ng (MSECR, MSEBI, MSEEI và MSEPI) và công việc ch n đoán mức độ huh ng cũng được thực hiện tương ứng với từng trường hợp ch n đoán vị trí, sau đó đưa ra nhận xétv_ độ chính xác và tính kha thi giữa các trường hợp đó. Đồng thời, mức độ chính xác của phương pháp giữa hai hàm mục tiêu khác nhau (dựa trên dạng dao động và năng lượng biến dạng) cũng được đ cập và trình bày trong chương này.

4.1.1 Mô hình và số liệu bài toán 4.1.1.1 Mô hình kết cấu

Hu va Wu (2008) đã kiém chứng thực nghiệm phương pháp năng lượng biến dạng để phát hiện vết nứtb mặt trong tắm nhôm m ng với đi u kiện biên tự do Một tam hợp kim nhôm với kích thước 246x246x2mm? được đánh dấu bởi 13x13 điểm lưới và được treo bởi hai dải vải để mô ph ng đi u kiện biên tự do hoàn toàn như

Hình 4.1 là cách thiết lập thí nghiệm Tắm trước và sau khi có vết nứt được kích thích tất cả các điểm lưới sử dụng búa tác động (impact hammer) với một bộ cảm biến lực Dap ứng động của tam được đo bang gia tốc kế găn trên tam Bởi khả năng gia tốc kế đặt tại điểm hoặc đường không chuyên động của tam nên can phải thực hiện hai thí nghiệm với gia tốc kế ở vị trí khác nhau Bộ phân tích đáp ứng tần số Siglab Model 20-40 được sử dụng dé ghi lại ham đáp ứng tần số giữa gia tốc do được và lực tác dụng Phan m m ME Scope được sử dụng để rút ra tần số tự nhiên và dạng dao động từ dữ liệu hàm đáp ứng tan số.

| 6600 CJeomosicl ab Impact hammer (moving)

Hình 4.1 Kết cầu tam nhôm (Hu va Wu, 2008).

Xét một tắm nhôm có kích thước được chọn theo nghiên cứu của Hu và Wu(2008) tắm nhôm với mô hình kết cấu thể hiện như sau:

Hình 4.2 Lưới phan tử 12x12 của kết cấu tam nhôm.

Tắm nhôm Hình 4.2 có kích thước 246x246mm được chia làm 12 phan tử mỗi cạnh Mỗi phan tử có kích thước 20.5x20.5 mm2 Số phan tử theo phương x và y được ký hiệu là Nx va Ny.

4.1.1.2 Thông số của bài toán Thông số vật liệu, kích thước hình học trình bày như sau:

- MO đun đàn hôi: E = 70GPa - _ Hệ số Poát xông: v=0.33 - _ Khối lượng riêng: p = 2735kg / nt?

- Pi u kiện biên tự do hoàn toàn.

4.1.2 Chan đoán vi trí hư hỏng 4.1.2.1 Kiểm chứng kết quả tần số

Kết cau tam khi khảo sát có nhi u cách chia lưới Dé chọn ra lưới chia phù hợp giúp tối ưu thời gian thực hiện các bài toán khảo sát, tần số từ các lưới chia 2x2, 4x4,

6x6, 8x8, I0xI0, 12x12, 24x24 và 48x48 phan tử được so sánh và đánh giá Kết quả phân tích tan sô dao động của tam tương ứng với các lưới chia như sau:

Bang 4.1 Kết quả tan số phân tích dao động.

7 7 7 Tân s Tz) R R R

Tâm 2x2 | Tâm 4x4 | Tâm 6x6 | Tâm 8x8 | Tam 10x10 | Tâm 12x12 | Tâm 24x24 | Tâm 48x48 ] 108.29 108.17 107.75 107.55 107.45 107.39 107.34 107.11 2 178.63 160.50 158.37 157.61 157.25 157.06 156.95 156.68 3 251.53 206.63 202.17 200.51 199.77 199.37 199.13 198.57 4 313.59 284.80 281.91 280.50 279.82 279.46 279.19 278.28 5 585.06 523.42 518.19 510.07 504.52 503.71 499/74 495.64 6 602.82 563.23 523.88 515.02 513.40 512.39 511.70 509.57 7 643.68 601.90 574.58 565.45 561.31 558.96 557.59 553.78 8 741.27 700.05 656.79 642.42 636.03 632.57 630.47 625.30 9 1022.99 | 902.22 872.16 862.01 856.57 853.45 851.30 845.58 10 1462.96 | 1326.83 | 1119.66 | 1004.59 981.81 970.18 962.64 946.71

Bang 4.2 Sự hoi tu cua tan số theo các lưới chia.

Mode — Kết quả hội tụ theo các lưới chia so với lưới 24x24 phân tử (%)

Tâm 2x2 | Tâm 4x4 | Tâm 6x6 | Tâm 8x8 | Tâm 10x10 | Tâm 12x12 | Tâm 24x24 l 1.1 1.0 0.6 0.4 0.3 0.3 0.22 14.0 24 1.1 0.6 0.4 0.2 0.23 26.7 4.1 1.8 1.0 0.6 0.4 0.34 12.7 2.3 1.3 0.8 0.6 0.4 0.35 18.0 5.6 4.5 2.9 1.8 1.6 0.86 18.3 10.5 2.8 1.1 0.8 0.6 0.47 16.2 8.7 3.8 2.1 14 0.9 0.78 18.5 12.0 5.0 2.7 1.7 1.2 0.89 21.0 6.7 3.1 1.9 1.3 0.9 0.710 541.5 40.2 18.3 6.1 3.7 2.5 1.7

SO PHAN TU THEO MOI CANH

Hình 4.3 Khảo sát sự hội tu của tan số dao động khi chia lưới phần tle.

Từ kết qua phân tích tan số dao trình bày ở Bang 4.1 và Bảng 4.2, đồ thị sai số v tần số của các lưới chia so với lưới chia 48x48 phân tử được lập ra như Hình 4 3.

Với lưới chia 12x12 phân tử, sai sô nh và tiép tục giảm chậm với các lưới chia nhi u phân tử hơn, đi u này chimgt tần số đã hội tụ ở lưới chia 12x12 phan tử Lưới chia 12x12 phần tử được lựa chọn để khảo sát cho các bước thiếp theo Kết quả so sánh tan sô giữa lưới chia 12x12 phân tử tiép tục được so sánh với các kêt quả của các nghiên cứu đã được công bô như sau:

Bảng 4.3 Kết quả so sánh tân số tấm 12x12 và các kết quả khác.

Tân sô f MATLAB tâm 12x12 so với các

MATLAB| !2¥° [ANSYSSAP2000| TPW€ | ANSYS | SAP2000

Tắm Hu và Wu "` Tắm Hu và Wu "` Tắm

Tân sô f MATLAB tâm 12x12 so với các (Hz) kết quả khác (%)

MATLAB| lPWŒ€ [ANSYSSAP2000| TPÉ€ | ANSYS | SAP2000

Tắm Hu và Wu "` Tắm Hu và Wu "` Tắm

Từ kết quả ở Bang 4.3, nhận thay tan số của tam được phân chia theo lưới 12x12 phan tử cho kết quả phù hợp với thí nghiệm của Hu va Wu (2008), kết quả phân tíchANSYS của Lê và Hỗ (2015) và phan m m SAP2000 Vì vậy, Luận văn này sẽ thực hiện các khảo sát tiếp theo với lưới chia 12x12 phân tử.

4.1.2.2 Mười dạng dao động dau tiên của kết cau

Thực hiện khảo sat dạng dao động của kêt cau tâm so với nghiên cứu quôc tê đã được công bố của Hu và Wu (2008) và phan m m SAP2000 Kết quả mười dạng dao động dau tiên của kết cau tam với lưới chia 12x12 phan tử băng ngôn ngữ lập trình

MATLAB được và các nghiên cứu được trình bày ở Hình 4.4:

Mode Hu và Wu (2008) Kết quả phân tích SAP2000 | Kết quả phân tích MATLAB

5 CSPI < nl Fr Pea en — $ Đy =5

984.74 Hz £1 KẾ anes 4 ot ae Km °

` RY : ne QZ eA as Sa

Hình 4.4 Dang dao động 10 mode dau tiên.

Từ kết các dạng dao động trên, có thé thay dạng dao động băng ngôn ngữ lập trình MATLAB so với kết quả của Hu và Wu (2008) là giỗng nhau Kết quả phân tích dao động tự do bang MATLAB được so sánh và kiểm chứng với kết quả từ phan m m SAP2000 bang hệ số tương quan Correlation Hệ số tương quanv dạng dao động được trình bay ở Bang 4.4:

Bảng 4.4 Kết quả hệ số tương quan.

Kết quả tan số sai khác ít với kết quả thực nghiệm, phan m m ANSYS và

SAP2000 So sánh kết quả dạng dao động cũng cho hệ số tương quan giữa phân tích phân tử hữu hạn bằng MATLAB và SAP2000 gần bằng “1” ở các mode Đi u này chứngt kết quả phân tích bang MATLAB là đáng tin cậy.

4.1.2.3 Phan tích dao động tam hu h ng

Gia định tam hu h ng ở phan tử 41 với mức suy giảm độ cứng lần lượt là 10%, 20% và 50% Đây là phan tử có vị trí hu h ng gần giống với vị trí vết nứt xuất hiện trong nghiên cứu của Hu và Wu (2006) Kết qua phan tích tần số và dạng dao động được trình bày như sau:

Bang 4.5 Kết quả tan số của tam ở các trường hợp hư hỏng.

Tâm chưa | Phân tử suy giảm | Phân tử suy giảm | Phân tử suy giảm huh ng độ cứng 10% độ cứng 20% độ cứng 50%

Mode xk ằ ¿ | Mức độ ằ z | Mức độ ›_ Ê | Mức độ

Tânsô | Tân sô thay đ ôi Tan sô thay đ ôi Tan sô thay đ ôi (Hz) (Hz) (%) (Hz) (%) (Hz) (%)

Bang 4.6 Kết quả hệ số tương quan so với tam chưa hư hỏng.

Phân tửhư | Phântửhư | Phân tử hư h ng 10% h ng 20% h ng 50%

Từ kết quả phân tích dao động ở Bảng 4.5 và Bảng 4.6 nhận thấy:

- _ Kết quả phân tích tần số gần như không thay đối khi có sự xuất hiện của phan tử huh ng Ta không thể phát hiện được có sự xuất hiện của hư h ng với kết quả tan sô trên.

- Két quả cũng cho thay, từ mode 4 trở đi tôn tại các hệ số tương quan không cho giá trị gần băng “I”,chứngt_ có sự thay đối trong dạng dao động của các mode ứng với hai trạng thái trước và sau khi hưh ng Giá trị của hệ số tương quan của một số mode gan băng “1”, tuy nhiên, cũng không thé kết luận được dạng dao động của các mode này là hoàn toàn giống nhau với hai trạng thái.

- - Nếu chỉ sử dụng tần số và dạng dao động là chưa đủ thé ch n đoán được vị trí hưh ng Cần thiết sử dụng một chỉ tiêu khác để ch n đoán vị trí hưh ng Luan văn sử dung các chỉ tiêu v năng lượng biến dạng dé ch n đoán vi tri huh ng.

- Trén thực tế, việc xác định dạng dao động ở những mode bậc cao khó khăn hơn so với các mode bậc thấp Vì vậy, Luận văn chọn 4 mode đầu cho việc khảo sát tiếp, và để phù hợp với các kết quả thực tế đo được.

4.1.2.4 Ch n đoán vị trí hưh ng bằng các chỉ tiêu năng lượng bién dạng

Với kết quả tần số và dạng dao động có được, vi trí cua hưh ng vẫn chưa thé xác định được Dé ch n đoán đoán vi trí các phần tử hư h ng trong kết cau tam, bon chỉ tiêu MSECR, MSEBI, MSEEI va MSEPI được sử dụng Kết quả ch n đoán vi tri hu h ng băng phương pháp năng lượng biến dạng với bốn chỉ tiêu với các mode 1 đến 4 được trình bày như sau:

Số phần tử hưh ng với mức độ hưh ng 10%

120 phan tử 118 phan tử 144 phan tử

MSEEI

14 phân tử 6 phân tử 7 phan tử 71 phân tử

MSEPI MSEPI

82 phan tử 117 phần tử 117 phần tử 78 phân tửHình 4.5 Kết quả chân đoán bằng các chỉ tiêu với mức độ hư hỏng 10%.

0 : 0 5 5 Ny k Nx Ny 9 Nx Ny 0 0 Nx

141 phần tử 111 phan tử 135 phan tử 131 phần tử

48 phan tử 54 phân tử 63 phân tử

14 phân tử 4 phan tử 68 phan tử

52 phan ttr 118 phan tử 109 phan tử 60 phan tửHình 4.6 Kết quả chân đoán bằng các chỉ tiêu với mức độ hư hỏng 20%.

131 phan tử 133 phần tử 109 phan tử 134 phan tử

MSEBI

35 phan tử 31 phần tử 13 phân tử 53 phân tử

27 phần tử 24 phan tử 18 phân tử 24 phan tử

36 phan tử 59 phân tử 29 phan tử 99 phân tử

Hình 4.7 Kết quả chân đoán bằng các chỉ tiêu với mức độ hư hỏng 50%.

Mức độ hưh ng 10% Mức độ hưh ng 20% Mức độ hưh ng 50%

MSECR

143 phan tử 144 phan tử 143 phan tử

MSEBI MSEBI

MSEPI

96 phan tử 81 phan tử 25 phan ttr

Hình 4.8 Kết quả chan đoán khi kết hop mode 1, 2 va 3.

Với kết quả ch n đoán từ các chỉ tiêu trình bày ở Hình 4.5 đến Hình 4.8, các chỉ tiêu ch n đoán vi tri huh ng được só sánh và đánh giá như sau:

Chỉ tiêu MSECR chỉ ra vi tri hưh ng phù hop với nghiên cứu cua Hu va Wu

(2008) Chỉ tiêu MSECR có độ chính xác thấp, nhi u phần tử không hưh ng bị nhiễu Ngoài các phân tử hư h ng ra, các phần tử ở các góc cũng cho kết quả huh ng đáng ké Đặc biệt khi phần tử có mức độ hưh ng thấp (10%), thì kết quả ch n đoán giữa phan tử hu h ng và các phan tử ở góc đ u báo mức độ hưh ng gần như nhau.

Với ba chỉ tiêu MSEBI, MSEEI, MSEPI thì kết quả cho ra vị trí hưh ng chính xác hơn so với chỉ tiêu MSECR và đáng tin cậy để thực hiện ch n đoán So sánh số phân tử cảnh báo từ các chỉ tiêu, chỉ tiêu MSEPI cho kết quả tốt với mức huh ng lớn như 50% và kết quả kém chu n sát với các mức hưh ng nh hơn như 10% và 20% Đối với các mức độ hư h ng này chỉ tiêu MSEEI cho kết quả ch n đoán tốt hơn và chỉ tiêu MSEEI cũng cho kết qua tốt với mức độ hu h ng 50% Vi vay, các bài toán sau của Luan văn này tác giả sẽ sử dụng chỉ tiêu MSEEI dé ch n đoán.

Sự khác biệt v độ chính xác của các chi số ch n đoán xuất phát từ cách tinh toán của các chỉ tiêu Chỉ tiêu MSECR ra đời sớm, kết quả năng lượng biến dạng được sử dụng để tính toán trức tiếp các chênh lệch năng lượng biến dạng rồi mới chu n hóa kết quả, làm cho kết quả kém chính xác Chỉ tiêu MSEBI sử dụng kết quả năng lượng biến dạng đã chu n hóa để tính toán, việc chu n hóa trước khi tính toán làm giảm các phần tử không hư h ng bị cảnh báo Hai chỉ tiêu MSEEI và MSEPI tính toán dựa trên hiệu số năng lượng tam hu h ng so với một hệ số năng lượng đã chu n hóa, cách tinh toán này phụ thuộc vào hệ số năng lượng đã chu n hóa Với MSEEI, hệ số năng lượng đã chu n hóa thay đổi theo từng phan tử, khiến cho kết quả tốt hơn so với hệ số năng lượng cô định của chỉ tiêu MSEPI Chỉ số năng lượng dùng tính toán hiệu số không phù hợp có thé khiến ch n đoán kém chính xác hơn chu n hóa ở MSEBI.

Phan tử bi hưh ng cho ra chỉ số hu h ng lớn hơn các phan tử khác Khi mức độ huh ng càng lớn, chỉ số của phan tử đó cho ra càng lớn và càng ch n đoán chính xác.

Các kết quả ch n đoán từ mode 3 cho ra giá trị tốt hơn so với các mode còn lại Kết quả cho thấy, với vị trí hư h ng này mode 3 phù hợp để ch n đoán nhất.

Mode 4 có những phân tử không hư h ng nhưng có chỉ số hư h ng lớn Kết quả ch_n đoán từ mode này bi sai lệch Đây cũng là mode có hệ số tương quan sai khác nhỉ u so với “1” Có thé thay rang các mode có hệ số tương quan như trường hợp của mode 4 cho kết quả ch n đoán kém chính xác.

Ngoài ra, trường hợp kết hop mode 1, 2 và 3 cho ra kết quả ch n đoán tốt va ôn định hơn các mode độc lập Vì vậy, ngoài các mode 1, 2 và 3, Luận văn sử dụng thêm kết hợp mode 1+ 2 + 3 dé ch n đoán cho các bài toán sau.

Với mức độ hu h ng càng lớn, vi trí hưh ng có giá tri của chỉ tiêu ch n đoán trội rõ hơn so với các vi trí khác Tuy nhiên, sỐ lượng các phần tử lân cận vi trí hưh ng có giá trị của chỉ tiêu năng lượng biến dạng lớn hơn “0” càng lớn.

Các vị trí này chưa thể kết luận chính xác có hu h ng hay không.

Khi sử dụng một chỉ tiêu để ch n đoán hư h ng, các phần tử cảnh báo từ chỉ tiêu thực tế lớn hơn nhi u so với số phan tu thuc su hu h ng Đề giảm bớt sỐ phan tử cảnh báo, nhằm giảm các n phải tính toán khi áp dụng thuật toán di truy nđếch n đoán mức độ hưh ng, học viên sử dụng chỉ số ngưỡng hưh ng ỉ, Sau khi chu n húa năng lượng biến dạng của cỏc phan tử bằng một chỉ tiêu, ta có được chỉ số hư h ng lớn nhất của một phan tử là ZB Giá trị /j sẽ băng một phân của giá trị /,„„., nếu các phan tử có chỉ số hu h ng lớn hơn ỉ, thỡ sẽ được cảnh bỏo là phan tử hư h ng.

4.1.2.5 Xác định ngưỡng hưh ng phù hợp

Khảo sát lại 3 trường hop hưh ng trên với 3 mode đơn 1, 2, 3 va mode kết hop I+2+3 với chỉ tiêu MSEEI Lần lượt ch n đoán các vị tri hưh ng với các ngưỡng hư h ng là /, =0.05/,„.,0.10/ 0.15/„ 0.20/, Kết quả ch n đoán được trình max ? bay nhu sau:

Số phan tử cảnh báo sau va trước khi áp dụng ngưỡng

MSEEI MSEEI

9 phân tử 3 phan tử 5 phân tử

5 phân tử 2 phân tử 3 phan tử

3 phan tử 2 phân tử 1 phan tử 1 phan tử

Hình 4.9 Kết qua chan đoán với mức độ hư hỏng 10%.

Số phân tử cảnh báo sau và trước khi áp dụng ngưỡng

14 phân tử 8 phân tử 2 phân tử 4 phan tử

7 phan tử 7 phan tử 2 phân tử 2 phân tử

6 phân tử 3 phan tử 2 phân tử

4 phan tử 3 phần tử ` 1 phan tử 1 phan tử

Hình 4.10 Kết quả chan đoán với mức độ hư hong 20%.

Số phan tử cảnh báo sau va trước khi áp dụng ngưỡng

21 phan tử 15 phan tử 5 phan ttr 5 phan ttr

16 phan tử 12 phan tử 2 phan tử 3 phan tử

7 phan tử 7 phan tử 2 phân tử

5 phan ttr 5 phan ttr 1 phan tử 2 phan tử

Hình 4.11 Kết quả chân đoán với mức độ hư hỏng 50%.

Từ kết quả phân tích ở Hình 4.9 đến Hình 4.11, đồ thị thé hiện số phan tử cảnh báo với các ngưỡng hưh ng khác nhau được lập ra Kết quả được trình bày từ Hình4.12 đến Hình 4.13:

Hình 4.12 Số phan tử cảnh bdo theo ngưỡng hư hỏng với mức độ hư hỏng 10%.

Hình 4.13 Số phân tử cảnh báo theo ngưỡng hư hỏng với mức độ hư hỏng 20%.

Hình 4.14 Số phân tử cảnh báo theo ngưỡng hư hỏng với mức độ hư hỏng 50%.

Từ kết quả khảo sát ngưỡng hư h ng được trình bày trên Hình 4.12 đến Hình

4.13, các đánh giáv ảnh hưởng của ngưỡng hưh ng được rút ra như sau:

- Ngưỡng hư h ng càng lớn, số phân tử có chỉ tiêu hưh ng lớn hơn “0” cảng giảm Khi mức ngưỡng hư h ng &, =0.05/, , số phan tử cảnh báo giảm đáng kể Với mode dùng để ch n đoán là mode 3 thì ngưỡng hư h ng B, =0.05/ loại b hau hết các phan tử bị nhiễu Với mức ngưỡng hưh ng /, =0.10/,.„ xấp xi 50% số phan tử cảnh báo do nhiễu bị loại b

- V6i mức ngưỡng huh ng / =0.15/„ và / =0.20/,,., số phần tử cảnh báo do hưh ng giảm đi đáng kế ở mode 1 và mode 2 Tuy nhiên, đối với mode

3 và mode 1+2+3 lại khụng ảnh hưởng nhi u so với /ỉ,=0.05/,„ va ỉ,=0.10/„-

- _ Với các mode có kết quả ch n đoán tốt, chỉ cần sử dụng ngưỡng / = 0.05/„ hoặc £, = 0.10 có thé giảm đáng kế phan tử không hưh ng Việc áp dụng ngưỡng hư h ng làm giảm số n đầu vào của thuật toán di truy n, làm tăng hiệu quả ch n đoán mức độ hư h ng.

- _ Với dạng biéu đồ mức độ hưh ng chỉ ra các phần tử hưh ng có xu hướng tập trung quanh một khu vực ở tất cả các mode khác nhau trong bài toán này Dễ dàng nhận thấy vị trí hư h ng tập trung ở các khu vực này Đề thực hiện tiếp bước ch n đoán mức độ hư h ng cho vị trí hư h ng này bằng thuật toán di truyền, Luận văn sẽ sử dụng tiếp kết quả từ ngưỡng hư h ng ỉ =0.20/ỉ„ để giúp giảm bớt các phan tử không thuộc khu vực tập trung các phan tử có chỉ số hưh ng lớn.

- Mặc khỏc, khi sử dụng mức ngưỡng hu h ng lớn/@=0.15ỉ „ va

B, =0.20/, các phan tử thật sự hưh ng có mức độ huh ngnh có thé bị loại b , làm ảnh hưởng đến kết quả hư h ng Bài todn 3 sẽ đánh giá lại ảnh hưởng này.

4.1.3 Chan đoán mức độ hư hỏng

Với giả định tam hư h ng ở phan tử 41 với mức độ hư h ng lần lượt là 10%, 20% và 50% Kết quả khảo sát tan số ở mực 4.1.2.3 cho kết quả tần số gần như không thay đối khi xảy ra hư h ng Vì vậy hàm mục tiêu xét đến sẽ là 2 hàm mục tiêu v dang dao động và năng lượng biến dạng khi áp dụng thuật toán di truy n để ch n đoán mức độ hưh ng. Áp dụng thuật toán di truy n để ch n đoán mức độ hưh ng Với mỗi hàm mục tiêu, lần lượt ch n đoán với số lần chạy lập của từng hàm mục tiêu lần lượt là 5 lần, 10 lần, 20 lần, 40 lần, 60 lần, 80 lần và 100 lần Kết quả ch n đoán được trình bay như sau:

4.1.3.1 Ch n đoán mức độ hưh ng băng hàm mục tiêu dạng dao động

Sử dụng hàm mục tiêu dựa trên dạng dao động được trình bày ở mục 3.6.1.

An sô là mức độ suy giảm độ cứng của các phần tử được cảnh báo sau khi áp dụng ngưỡng hư h ng Kết quả ch n đoán mức độ hư h ng với các mức độ suy giảm độ cứng 10%, 20% và 50% được trình bày như sau:

Bảng 4.7 Kết quả chân đoán theo số lần chạy lặp với mức hư hỏng 10%.

Phần | Giả định Kết quả ch n đoán theo sô lân chạy lặp (%) tử (%) 5lân | 10lân | 20lân | 40lân | 60lân | §0lân | 100 lân

Kết quả ch n đoán băng mode 1

Kết quả ch n đoán bang mode 2

Kết quả ch n đoán bang mode 3 41 | 10 9.44 9.60 9.84 10.30 10.30 10.30 10.30

Kết quả ch n đoán bang mode 1+2+3 41 | 10 8.86 8.94 9.84 9.93 9.93 9.93 9.93

Bang 4.8 Kết quả chân đoán theo số lan chạy lặp với mức hư hong 20%.

Phan | Giả định Kết quả ch n đoán theo sô lan chạy lặp (%) tử (%) 5lân | 10lân | 20lân | 40lân | 60lân | §0lần | 100 lân

Phần | Giả định Kết quả ch n đoán theo sô lan chạy lặp (%) tử (%) 5lân | 10lân | 20lân | 40lân | 60lân | 80lân | 100 lân

Kết quả ch n đoán bang mode 1+2+3

Thời gian chạy 100 lần lặp của mode 1: 4111sThời gian chạy 100 lần lặp của mode 2: 4158sThời gian chạy 100 lần lặp của mode 3: 4285sThời gian chạy 100 lần lặp của mode 1+2+3: 4597s

4.1.3.2 Ch n đoán mức độ hư h ng bằng hàm mục tiêu năng lượng biến dạng

Sử dụng hàm mục tiêu dựa trên năng lượng biến dạng được trình bày ở Muc

3.6.1 An sô là mức độ suy giảm độ cứng của các phan tử được cảnh báo sau khi áp dụng ngưỡng hư h ng Kết quả ch n đoán mức độ huh ng với các mức độ suy giảm độ cứng 10%, 20% và 50% được trình bày như sau:

Bảng 4.10 Kết quả chân đoán theo số lần chạy lặp với mức hư hỏng 10%.

Gia Kết quả ch n đoán theo sô lân chạy lặp (%)

Phân tử t siần | 101an | 20lần | 40lần | 60lần | 80lần | 100 lần

Gia Kết quả ch n đoán theo sô lân chạy lặp (%)

Phân tử t siần | 101an | 20lần | 40lần | 60lần | 80lần | 100 lần

Kết quả ch n đoán băng mode 3 41 | 20 20.27 19.69 19.69 19.69 19.69 19.72 19.83

Gia Kết quả ch n đoán theo sô lan chạy lặp (%)

Phan tu ma) siần | 10lần | 20lần | 40lần | 60lần | 80lần | 100 lần

Kết quả ch n đoán bang mode 1+2+3

Thời gian chạy 100 lần lặp của mode 1: 5726sThời gian chạy 100 lần lặp của mode 2: 5783sThời gian chạy 100 lần lặp của mode 3: 5923sThời gian chạy 100 lần lặp của mode 1+2+3: 10008s

Từ kết quả ch n đoán mức độ hư h ng băng thuật toán di truy n 6 Bang 4.7 đến Bảng 4.12, các kết quả đánh giá được rút ra như sau:

Hàm mục tiêu dựa trên dang dao động cho kết quả tốt với số phan tử cảnh báo là 1 và 2 phan tử Khi số phần tử cảnh báo vượt quá 2 phan tử, thì hàm mục tiêu dạng dao động cho kết quả kém chính xác dan Sự hội tụ của hàm mục tiêu và mức độ hu h ng của các phan tử chậm Với kết quả khảo sátv sự hội tụ của các kết quả trên, dé thống nhất các kết quả và đánh giá, Luận văn sử sẽ sử dụng hàm mục tiêu v năng lượng biên dạng cho các bài toán sau.

Thời gian chạy của hàm mục tiêu dạng dao động ít hơn nhi u so với hàm mục tiêu v năng lượng biến dạng Vi vậy, sau bước ch n đoán vi trí hưh ng và biết được số lượng phần tử cảnh báo, hàm mục tiêu dạng dao động vẫn có thể sử dụng để rút ngăn thời gian ch n đoán khi số lượng phan tử cảnh báo nh

Khi thuật toán di truy n chạy đến 40 lần lặp, kết quả cho ra tương đối chính xác Mặc khác, kết quả vẫn tiếp tục hội tụ cho đến 100 lần lặp Để đảm bảm độ chính xác và hạn chế sai số, Luận văn sẽ thực hiện số 6 lần lặp lớn hơn 100 là 150 lần lặp và các giá trị nhưng của hàm mục tiêu rút ra là: “0.0007” với mode 1, “0.0012” với mode 2 và 3, “0.0030” với mode 1+2+3.

4.2.1 Mô hình và số liệu bài toán

O Bài toán 2, Luận văn tiếp tục xét tâm nhôm với đi u kiện biên tự do như ở Bài toán 1 Phần tử hư h ng sẽ được thay đối vị trí để đánh giá lại sự phù hợp của từng dạng dao động đến vị trí hư h ng, các ảnh hưởng của ngưỡng hư h ng và độ chính xác của thuật toán di truy n với ch n đoán mức độ hưh ng cho tắm tại các vị tri hưh ng khác nhau Phan tử hưh ng ở Bài todn 2 được thay đổi thành phan tử ở vị trí biên của tâm Phần tử thứ 84 sẽ được khai báo mức độ suy giảm độ cứng ở 3 mức độ là 10%, 20% và 50%.

Hình 4.15 Vị trí của phan tử hư hong.

4.2.2 Chan đoán vị trí hư hỏng 4.2.2.1 Phân tích dao động tam hu h ng

Gia định tam hu h ng ở phan tử 84 với mức suy giảm độ cứng lần lượt là 10%,20% và 50% Vị trí phan tử hu h ng được thay đổi so với Bài todn 1 Kết quả phân tích tan số và dạng dao động được trình bày ở Bảng 4.13 và Bảng 4.14:

Bang 4.13 Kết quả tan số của tam ở các trường hợp hư hỏng.

Tâm chưa | Phân tử hưh ng | Phân tửhưh ng | Phân tử huh ng huh ng 10% 20% 50%

Mode A _k ằ _ô | Mức độ ằ 4 | Mức độ ›_ 4 | Mức độ

Tan so Tan so thay d ổi Tan so thay d ổi Tan so thay d ổi (Hz) (Hz) (%) (Hz) (%) (Hz) (%) l 107.39 107.34 0.0 107.30 0.1 107.14 0.2 2 157.06 156.97 0.1 156.89 0.1 156.52 0.3 3 199.37 199.28 0.0 199.18 0.1 198.78 0.3 4 27946 | 279.15 0.1 279.12 0.1 278.51 0.3 5 503.71 501.26 0.5 501.92 0.4 500.71 0.6 6 51239 | 512.33 0.0 511.87 0.1 510.68 0.3 7 55896 | 558.67 0.1 558.36 0.1 557.04 0.3 8 632.57 | 632.54 0.0 632.45 0.0 632.16 0.1 9 853.45 | 853.12 0.0 853.15 0.0 851.22 0.3 10 970.18 | 969.62 0.1 971.18 0.1 966.43 0.4

Bang 4.14 Kết quả hệ số tương quan so với tam chưa hư hỏng.

Mode Phân tử hư Phân tử hư Phân tử hư h ng 10% h ng 20% h ng 50%

Kết qua phân tích cho thấy hệ số tương quan ở mode 4 có giá trị chênh lệch lớn so với “1”, mode nay sẽ cho kết quả ch n đoán kém chính xác Các mode sử dung dé ch n đoán cho bước tiếp theo là mode 1, mode 2 và mode 3 có hệ số tương quan băng

“1”, các mode này sẽ cho kết quả ch n đoán tốt khi áp dụng cho bước ch n đoán kế tiếp.

4.2.2.2 Kết quả ch n đoán vị trí huh ng không áp dụng ngưỡng huh ng

Với kêt quả tân sô va dang dao động có được, vi trí cua hưh ng vân chưa thê xác định được Để ch n đoán đoán vị trí các phần tử hư h ng trong kết cau tam, chỉ tiêu MSEEI được sử dụng Kết quả ch n đoán vị tri hưh ng bằng phương pháp năng lượng biến dạng với chỉ tiêu MSEEI với các mode 1 đến 3 và mode 1+2+3 được trình bày như sau:

Số phan tử cảnh báo hu h ng với mức độ hu h ng 10%

19 phan tử 15 phan tử 18 phan tử 10 phan tử

Số phan tử cảnh báo hu h ng với mức độ hưh ng 20%

16 phan tử 14 phan tử 19 phan tử 20 phan ttr

Số phan tử cảnh báo hu h ng với mức độ hưh ng 50%

19 phan tử 21 phan tử 36 phan tử 12 phân tử

Hình 4.16 Kết quả chan đoán vị trí hư hong bang chỉ tiêu MSEEI.

SO PHAN T

Hình 4.31 Số phan tử cảnh bdo theo ngưỡng hư hỏng ở trường hợp 1.

Hình 4.32 Số phan tử cảnh bdo theo ngưỡng hư hỏng ở trường hợp 2.

SỐ PHẢN T

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

Trong nghiên cứu này, một phương pháp ch n đoán thông qua hai bước cho việc ch n đoán vị trí và mức độ huh ng trong kết cầu tâm được kiến nghị Bước một, các chỉ tiêu ch n đoán được khảo sát để cảnh báo vị trí hu h ng trong tam Bước hai, thuật toán di truy n được sử dụng để tìm ra mức độ hư h ng thực sự của các phần tử được cảnh báo Từ kết quả phân tích của các bài toán, một số kết luận được rút ra như sau:

- Chi tiêu đánh gia sự có mat cua huh ng trong bước ch n đoán vi trí xảy ra hu h ng hiệu qua nhất trong bốn chỉ tiêu đó là chi tiêu MSEEI Từ đó, chon chỉ tiêu này làm chỉ tiêu đánh giá cho bước thứ nhất của phương pháp đ xuất.

- Mỗi vị trí hưh ng hù hợp với các mode dao động khác nhau Mode phù hợp sẽ cho kết qua ch n đoán chính xác hơn, ngược lại kết quả kém chính xác Khi ch _n đoán thực tế, cần kết hợp các mode với nhau dé cho kết quả đáng tin cậy.

- Ngưỡng hu h ng giúp làm giảm bớt số n của thuật toán di truyền, làm tăng độ chính xác và giảm thời gian thực hiện bài toán Ngưỡng hưh ng nên được áp dụng thực tế là B, = 0.05 B ax dé tránh loại b nhằm các phan tir hu h ng khi ch n doan.

- Chi tiêu năng lượng biến dang có độ nhạy cao hơn chỉ tiêu dạng dao động trong việc xây dựng hàm mục tiêu cho bài toán Từ đó, hàm mục tiêu được xây dung từ chỉ tiêu năng lượng biến dạng cho kết quả ch n đoán tốt hơn.

- _ Thuật toán di truy n giải quyết tốt bài toán ch n đoán hư h ng hai bước, vì số lượng biến ít Thuật toán di truy n cho kết quả có độ chính xác cao trong việc ch n đoán mức độ hưh ng của phan tử.

Từ các kêt quả nghiên cứu, một sô kiên nghị v hướng nghiên cứu tiép theo được d xuât như sau:

Nghiên cứu xây dựng và cải tiên các chỉ tiêu ch n đoán vi trí hưh ng dé tăng độ chính xác khi ch n doan.

Nghiên cứu xây dựng thuật toán tôi ưu mới dé cải tiễn hiệu quả tính toán, giảm thời gian tính toán; từ đó sẽ nâng cao tinh ứng dụng được cho kết cau thực tế có nhi u phan tử và trường hợp có nhi u hưh ng xảy ra trên kết cau (biến số ch n đoán lớn).

Nghiên cứu mở rộng phương pháp ch n đoán với dạng kết cau tổng quát hơn.

Cụ thé là xây dựng phương pháp ch n đoán kết cau khung và tam làm việc đồng thời nhăm mô ph ng kết cau một cách gan với thực tế hơn.

Nghiên cứu áp dụng lý thuyết “phân tích phi tuyến kết cau” vào trong bài toán ch n đoán hưh ng kết cấu.

Cải tiến quy trình ch n đoán mức độ hưh ng bang thuật toán di truy n để tăng độ chính xác trong ch n đoán.

Tiêu đề	Chẩn đoán hư hỏng trong kết cấu tấm sử dụng phương pháp năng lượng biến dạng kết hợp với thuật toán di truyền
Tác giả	Huỳnh Văn Phương
Người hướng dẫn	PGS.TS. Hồ Đức Duy
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
Chuyên ngành	Kỹ thuật xây dựng
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	79,98 MB