Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Đánh giá một số phương pháp chẩn đoán hư hỏng kết cấu tấm từ kết quả phân tích dao động

- Phương pháp 1: Phuong pháp dựa trên sự thay đối tan số.- Phương pháp 2: Phuong pháp dựa trên sự thay đối dang dao động.- Phương pháp 3: Phuong pháp dựa trên sự thay đối độ cong dang da

LAGS AP};

M.AC(A,X) : là giátr số M.A.Ccho tương quan giữa hai mô hình.

M.A.C(ứ.ứ) : là giỏ tr số M.A.C cho tương quan giữa cỏc dạng dao đ ng c a hai mồ hình. ó,, Pr : lần lượt là dạng dao đ ngc a mô h nh không huh ng và mô h nh huh ng. ó, : dạng dao đ ng thứ ¡c a mô h nh không hưh ng. ó, : dạng dao đ ng thứ ic amô hnh hưh ng.

Dựa vào giá tr M.A.C6 công thức (3.5) và (3.6) ta đánh giác dau hi u sự sai khác trong hai mô hình,từ đ du đoán được mô hnhc huh ng hay không.

Phương pháp chỉ cho ta biết mô h nhe huh ng hay không, chứ không cho ta xác đ nh được v tr huh ng.

3.2.3 Trình tự thực hi n e Từ kếtqu phân tch dao đ ng, thu giá tr chuy nv các dạng dao đ ng c a tam không hu h ng và tam hưh ng. e Ápd ng công thức (3.6) tinh giá tr ma tranM.A.Ccho tương quan giữa các dạng dao d ngc a hai mô h nh (như Hình 3.1). e Giátr Äƒ.ACkhác I chứngt c hưh ng trong tam.

3.3 Phương pháp dựa trên sự thay đổi đ cong dạng dao đ ng ( Mode

M t trong những phương pháp chân đoán hư h ng kết cau được Pandey va c ng sự (1991) đưa ra là phương pháp dựa trên sự thay doi đ cong dang dao đ ng c a mô hình Khi cóm thưh ngx y ra d n đến có sự thay đổi trong đường cong dạng dao đ ng, đường cong dạng dao đ ng được xác đ nh bằng đạo hàm cấp hai c avec tơ chuy nv.

BD tạo ra huh ng trên tam trong mô hình phan tử hữu hạn, tax ab phan tử tại v trigi đnhhưh ng Nhờ vào giá tr chuy nv ở các dạng dao đ ng khác nhau c atruong hợp tru c và sau hưh ng, tat nh được đường cong dạng dao d ng.

Sau khic đường cong dạng dao đ ngc a mô h nh không huh ng và mô hình huh ng, tatnh được đ khác bị t giữa các giá tr c a hai đường cong Những v trí có giá tr thay đối đ tng tcho tav ng hưh ng trên tam.

Dựa theo nghiên cứu c a Adams và Cawley (1979) các giá tr đặc trưng c a dao d ng cho trường hợp phan tử không hưh ng đượcth hi n:

Và cho trường hop hu h ng là:

K,K : lần lượt là ma trận đ cứng c a kết cấu tru c và sau huh ng. Â,, A, : là giá tr riêng thứ j c a kết cau tru c và sau huh ng.

M : là ma trận khối lượng c a kết cau.

X,.X, :làv etơ chuy nv thứ jc a kết câu trư c vả sau huh ng.

Chuy nv được tính toán và chuẩn hóa v i ma trận khối lượng: x’Mx, = 1 (3.9)

Dat v, là d cong dạng dao d ng, ta có công thức xác đnh đ cong tại m t đi m bất kỳ trên mô hình:

EI :làđ cứngc a kết cau.

Viv, làchuy nv ở phân tử thứ ¡ Băng phép xấp xỉ trung tâm, Pandey và c ng sự (1994) đưa ra công thức xác đnh đ cong cho từng dạng dao d ng riêng lẻ bang công thức.

V ih làchi u dài c a phần tử.

Dựa vào công thức (3.11), ta t nh được giá tr đường cong dạng dao đ ngc a kết cầu hư h ng và kết câu không hư h ng Saud tnhd khác bi t giữa giữa hai đường cong nay Ð khác bi t là tr tuy t đối c ahi u các giá tr hai đường cong dạng dao d ng trong trường hợp không huh ng va huh ng.

V đường cong giữath hi nmối quanh giữa đ khác bi t và v trí phan tử,những đi m mà đường cong có sự thay đối I nd lav tr hayv nghưh ngc a kết cầu (Hình 3.2).

A ĐỘ KHAC BIET

| | | | | | bo | | | | bo VỊ TRÍ HU HỎNG ! | |

[gf i HN Hnướnẽ rẽ nn—éh—htttetrergregrrrrr.r.an ——

Hình 3.2: Hình mô ph ngv tr huh ng

Trong kết cau dạng dam-1D, đ cong dao đ ng chỉ được xác d nh theo phương d ctr c ¿ “hong H and Yang M (2015) d mor ng và apd ng cho kết cầu dạng tam-2D, d cong dạng dao d ng g m 3 thành phan: ngang („ ). d c(u,,) và xoắn (u,,).Dod ,d lay hết tat c các kết qu c a3 thành phân thì tong d cong dạng dao đ ng được xác đ nh theo công thức sau:

Sự thay đổi đ cong dạng dao d ngs th hi n sự xuất hi nc ahưh ng do đ, chỉ số huh ng cho dạng dao đ ng thứ i,

Trong d : Ù,,: D cong dạng dao đ ng tổngc a tắm trư chưh ng

D cong dạng dao đ ng tổngc a tắm trư chưh ng

Nếu có nhi u dạng dao đ ng được xét cùng m t lúc thì chỉ số hư h ng tổng th s là trung bìnhc a chỉ số hưh ng theo tùng dạng dao đ ng.

Trong đ : W là tong số mode dao đ ng được xét.

Các thành phần đ cong dạng dao đ ngs được xác đ nh theo phương pháp sai phân trung tầm.

Trong đ : u(X, Y,) : là giátr chuy nv c a dạng dao đ ng. h, : là kho ng cách giữa các di m lu 1 theo phương x h, : là kho ng cách giữa các di m lu i theo phương y Ð xác đnh thành phan xoắn c ad cong dạng dao d ng, tru c hết ph i xác d nh thành phan xoắn c_a từng phan tử T,trongh lu i theo công thức.

LẠ TT Via) _ U(X, „,) _ u(x, Via) _ u(x, ằy;) mà h, h, (3.17)

2 Tìì Tì Ta Ta hạ yi

Hình 3.3: So d_ tinh thành phần xoắn Sau d , thành phần xoăn tại từng v tr đi m lư is được xác đ nh bang trung bình c atâtc các thành phan 7, nhận (x,,y,) làm đi m góc Theo d , thành phân xoăn đ cong dạng dao đ ng tại đi m (x,,y,) s có gía tr trung bình c a T,,7, 7,, và T,,; thành phân xoắn đ cong dạng dao đ ng tại đi m (x,,y,) S CÓ gíá tr trung bình c a 7, và 7, ; thành phan xoắn đ cong dang dao đ ng tại đi m (x,,y,) 8 có gíá tr c aT,.

3.3.3 Trình tự thực hi n e Từ kếtqu phân tch dao đ ng, thu giá tr chuy nv các dạng dao đ ng c a tam không hu h ng và tam hưh ng. e Apd ng công thức (3.15), (3.16) và (3.17) đ tnh d cong dang dao đ ng theo từng phương. e Ápd ng công thức (3.13), (3.14) đ t nh chỉ số hưh ng. e V tr mad th chỉsố hưh ng có giá tr thay doil nnhat,d lav tr v ng hư h ngc a kết cấu.

3.4 Phương pháp năng lư ng biến dạng (Modal Strain Energy — based

Method) 3.4.1 Gi ithi u phương pháp

Phương pháp năng lượng biến dang (SEM) được đ xuất đầu tiên boi Stubbs (1992), áp d ng cho bài toán dầm m t chi u Phương pháp sử d ng năng lượng biến dạng được tính toán từ các dạng dao đ ngc a dầm.

Năng lượng biến dạng c a dầm Bernoulli-Euler được tính bởi

Corwell và c ng sự (1998) mở r ng phương pháp đ xuất bởi Stubbs vac ng sự (1992) d tổng quát cho kết cau tam đặc trưng bởi đường cong hai chỉ u, g i là

3.4.2 Cong th c đánh gia Đối v i kết cau tâm, dang dao d ng duoc dac trung boi mat cong hai chi u như h nh 3.4 Gi sử tấm có chi u day h, môđun danh i vật li u E vàh số Poison

Dee Oo 2 Oo 2 Oo Oo Oo 2

Trong d : w là chuy nv theo phương đứng. p-— 3

12(1—v?) lad cứng chong uônc a tâm.

H nh 3.4 Minh hoạ chuy nv m tdạng dao đ ngc a tắm biên tự do (Hu và c ng su 2008)

Trường hợp dao đ ng tự do, đối v im t dạng dao đ ngc th ớ, (x, y) năng lượng biến dạng tương ứng v ¡ dạng dao đ ng di là:

Nếu tam được chia thanh N x v ng còn theo phương x va N, vùng còn theo phương y như hình

Hình 3.5: Lược d minhh a các phan tử trong bài toán tam (Hu vàc ng sư 2008) Khid năng lượng biến dạng c a vùng con (i,j) ứng v i mode thứ k là:

Khi đ năng lượng biến dạng c ac a toàn tam ứng v i mode thứ k là:

Năng lượng phan đoạn c a vùng con thứ (J, 7)

Các bi u thức tương tự được viết cho các dang dao đ ngc akét cau ở trạng thái huh ng ¢, (x)

Corwell vac ng sự (1998) sử d ng các lập luận tương tự như ở bài toán dầm đ đưaram ttỷ số bi uth sự thay đổi đ cứng trong kết cau theo công thức

= (3.24) eel ( PH) (PH) 9 [ PH) Pb a4, ) of Ox Oy Ox J\ Oy Oxy

Dai luong tuong tu ties được d nh nghĩa sử d ng các dang dao d ng ở trạng thái hưh ng.

Xem xét tat c m dạng dao đ ng đo được, trong tính toán, chỉ số h ng trong vùng con (i, j) được đ nh nghĩa là:

B= SINH (3.26)

BÀI TOÁN AP DUNG

4.1 Phân t ch dao đ ngc a tấm nhôm (Hu và c ng sự 2008)

Hu và c ng sự (2008) đ ki m chứng thực nghĩ m phương pháp SEM đ phát hi n vết nut b mặt trong tam nhôm m ngv idi uki n biên tự do.

M t tam hợp kim nhôm v ¡ kch thư c 246x246x2mm được đánh dấu bởi

13x13 di m lư i và được treo bởi hai d iv id môph ng đi uki n biên tự do hoàn toàn như h nh 4.3.

Vết nit b mặt dài 40mm,r ng 0.8mm và sâu Imm được kh o sát trong bài toán.

Hình 4.1: Vết nứt trong tắm

Hình 4.2: Tam thí nghi mv ilu i 13x13

Tam trư c và sau khi có vết nứt được được kích thích tấtc các đi m lu i sử d ngb a tác đ ngv im tb cm biến lực Đáp ứng dao đ ng c a tam được đo bang gia tốc kế gan trên tắm.B_ phân t ch đáp ứng tan số Siglab Model 20-40 được sử d ng d_ ghi lai hàm đáp ứng tan số giữa gia tốc đo được và lực tác d ng Phan m m ME’Scope được sử d ng đ rút ra tần số tự nhiên và dạng dao đ ng từ dữ li u hàm đáp ứng tân số.

Thiết lập thí nghi m tru c Huc ng đ c m t số nghiên cứu thực nghi m trên tam thép và nhồm c a Cornwell vac ng sự (1997) và Choi va c ng sự (2005) nhưng các nghiên cứu này chi gi i hạn trong vi c phát hi n các vết nứt l n, nghiêm tr ng như là vết nứt xuyên qua tam Nghiên cứu c a Hu cho thay chỉ số hư h ng thu được từ mô hình phan tử hữu hạn và thực nghi m đ u xác đ nh thành công v trí vết nứtb mặt trên tắm nhôm chỉ v ¡ năm dang dao d ng dau tiên.

0600 [ Jooonsie! ab | !mpact hammer (moving)

Hình 4.3: Thiết lap th nghĩ m œ„(Hz) Before damage After damage

FEA | EMA-I EMA-2 FEA EMA-I EMA-2 mode

Hình 4.4: Kết qu tan số tam nhôm thu được từ th nghi m

Hình 4.5: Tan số và dang dao dang dao đ ng thu được trong bai báo

FEA: Mô h nh phan tử hữu hạn

C được kết qu thực nghỉ m trên, tiễn hành thực hi n mô h nh, kh o sát v i nhi u phương pháp khác nhau đ so sánh, đưa ra ưu và nhược đi m từng phương pháp và chan đoán cuối c ngv hưh ng.

Trong luận văn sử d ng phan m m ABAQUS đ mô ph ng tam nhôm Kho phân tử trong ABAQUS rất phong ph : S4R, C3D8, CPE4R, C3D20 Do không th t n tại phần tử cóth thích hợpv im ivand phân tích, lựa ch n phan tử thích hợp nhất cho vẫn đ cần nghiên cứu là m tvi c làm quan tr ng.

Do mô h nh trong luận văn đơn gi n nên phan tử solid C3D20 là ph hop.

Phan tử solid C3D20 ph hợp v ¡ các phân t ch tuyến tnh,c số lượng n tl n và hàm n i suy bậc 2 nên đ mb ot nhch nh xác trong phân t ch.

Hình 4.6: Phan tử bậc 2 khối lập phương 20 n t C3D20

Trong luận văn không kh o sát sự nh hưởng c a kho ng cách chia lư ¡ đến kết qu chuẩn đoán Luận văn theo bài báo c a Hu va công sự (2008), sử d ng lw i chia v i kho ng cách 5mm, là kho ng cách lu ¡ vừa đ đ chuẩn đoán huh ng và loạib nhi u.

Hình 4.7: Kho ng cách chia lư id kh o sát trong phan m m

4.2.1 Kh osát trườngh phưh ng DI

Mô ph ng lại thí nghỉ m c a Hu và c ng sự (2008) K ch thư c hư h ng 40x0.8x1 (mm) V tr huh ngnhưh nh 4.8

Hinh 4.8: Truong hop hu h ng D1 80

4.2.1.1 Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần s

B ng4.1: Kếtqu tần số (Hz)c a thínghi m và mô hình

Thí nghi m Mô hình ( Hu vàc ng sự 2008)

Kết qu tần số c giàm nhưng rat ít Phương pháp chan đoán được hư h ng nhưng v id tin cậy thấp Phương pháp chỉ xác đ nh được hư h ng ma không đ nh v được v tr huh ng.

4.2.1.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi dang dao đ ng

B ng 4.2: Giátr M.AC giữa các dạng dao đ ngc a tâm không hưh ng và tam hư h ng DI

V ¡i mức đ hưh ng như mô hnh 1 thi phương pháp dựa trên sự thay đối dạng dao đ ng (MAC) cho kết qu tương đ ng rất cao nên chân đoán được hưh ng nhưng v id tin cậy thấp Phương pháp chỉ xác đ nh được hư h ng ma không đ nh v được v tr huh ng

4.2.1.3 Phương pháp dựa trên sự thay đổi đ cong dạng dao đ ng

B ng 4.3: Các dạng dao d ng thu được d ng trong trường hợp không hưh ng và hư h ng DI

Không hưh ng Huh ng DĨ

Mode l Intact-Mode e Damage D1-Mode shape

Intact-Mode shape Damage D1-Mode shape

Mode 4 Intact-Mode shape siete at

SS SS NNN xxẹ \ 05 ett NUNG xà NA NHI

` ` CANUTE ASO Rit Ộ AN Hg 5 arn nin Oy 900 VỐN 0.3 VẠN ANN SHUTS ; SN

Length (m) TY G2222 Ve 2 i v ty in lia 2

Mode 8 Intact-Mode shape Damage D1-Mode shape

0.05 Length (m) 0 0 Length (m) 0 Oo Width (m) Width (m)

Intact-Mode shape Damage D1-Mode shape

Hình dạng các dạng dao d ng thu được là tương tự v i bài báo.

Kết qu dao đ ng 2 trang thái có rất ít sự khác bi t Do đ , nếu chỉ sử d ng trực tiếp kết qu chuy nv từ dạng dao đ ng thì rất khó cóth chân đoán được hư h ng.

B ng44: So sánh đ cong dạng dao đ ng 3 mode dau tiên trong trường hợp không huh ng và hưh ng DI

Không hưh ng Huh ng DĨ Mode D cong dang dao d ng phuong

Mode D cong dang dao d ng phuong

Intact-Curvature mode shape YY

Damage D1-Curvature mode shape YY

Intact-Curvature mode shape XY

Intact-Curvature mode shape XX

Damage D1-Curvature mode shape XX

Intact-Curvature mode shape YY

Damage D1-Curvature mode shape YY

N ¡dung cob nc a phương pháp là so sánh sự khác nhau c ađ cong dao đông trong trường hợp hu h ng và không hưh ng Những v trímàb mặt đ cong dang dao đ ng bất thường là những v tr c huh ng

Như b ng 4.4, mode 1, không có sự khác bi t rõ r t giữa 2 trạng thai Mode | không chân đoán được hưh ng.

Như b ng 4.4, mode 2, không có sự xuất hi nc a vùng bất thường giữa 2 trạng thái Vùng bat thường xuất hi n rõ r t nhất là ở đ cong dao đ ng phương y

(+ „) Mode 2 chân đoán được hưh ng.

Như b ng 4.4, mode 3, không có sự xuất hi nc a vùng bất thường giữa 2 trạng thái Vùng bat thường xuất hi n rõ r t nhất là ở đ cong dao đ ng phương y

(u,,) Mode 3 chân đoán được hư h ng.

Kết qu chân đoán từ các mode dao đ ng khác nhau la ph_ thu c vào v trí và hình dạng c a huh ng Mode 1 không chan đoán được hư h ng là do hu h ng năm tại v tr đi nuốn c a dao đ ng nên đ cong thay đôi ít Do đ nếu kh o sát trên càng nhi u dạng dao đ ng thì kếtqu s càng chính xác.

Cóth sử d ngm t hay nhi u mode dao đông đ chân đoán hư h ng Tuy nhiên trong thí nghi m thì số lượng dạng dao đ ng thu được s b gi i hạn từ 1-5 dạng dao d ng đầu tiên Trong luận văn, kết qu chan đoán được xét trên 3 dạng dao đ ng đầu tiên, là 3 dạng dao đ ngd dàng thu được từ thí nghi m nhất.

B ng4.5: Chỉ số hu h ng theo 3 dạng dao đ ng đầu tiên

B ng 4.6: Chỉ số vav tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng đầu tiên sau khi chuẩn h a loaib v ngnhi u

Chỉ số hưh ng V tr hưh ng

Tuy chỉ sô huh ngđ dược loại b v ng nhi u nhưng chưa tri td Van đ nays được kh o sát tiếp ởm c4.2.5.

Do chỉ số hư h ng là các đỉnh cao bất thường nênc th xác đnh k ch thư c hưh ng dựa vào các đường d ng mức trên mặt bang Tâm c a các đường đ ng mức c ng ch nh là tâm huh ng K ch thư chưh ng được xác đ nh tương dối theo k ch thư cc a đường đ ng mức ngoài c ng Trong luận văn sử d ng cách đơn gi n, lay k ch thư cc a hình chữ nhật ngoại tiếp đường đ ng mức ngoài c ng là k ch thư c hưh ng.

Phương pháp chan đoán đ ng v tr c ahưh ng nhưng k ch thư c huh ng th không xác đ nh ch nh xac.C th là phương pháp xác đ nh k ch thư cc av ng hu h ng kho ng 10x45 (mm) 1 n hơn k ch thư c thực tế 0.8x40 (mm) Do kho ng cách chia lu i kh o sát dang là 5mm nên k ch thu c hu h ng chân đoánc sai sốIn.C th gi msais6 bang cách chia lu ¡kh osátnh hơn nhưng không thực tế.

4.2.1.4 Phương pháp năng lu ng biến dạng

Phương pháp này c ng tương tự phương pháp đ cong dạng dao đ ng, nhưng so sánh sự khác bi tc a năng lương biến dang c a từng phan tử trong 2 trạng thái khác nhau đ chan đoán hưh ng.

B ng 4.6: Năng lương biến dạng c a từng phan tử trong tam trong trang thái không huh ng và hưh ng D1.

Không hưh ng Huh ng DĨ Năng lượng biến dạng phan tử

Intact-Strain Energy Damage D1-Strain Energy wy Wy ke Ve 01 yy 0 061 — VÚ

Năng lượng biến dạng as phan tir

Intact-Strain Energy Damage D1-Strain Energy

Năng lượng biến dạng phan tử ơ

Intact-Strain Energy Damage D1-Strain Energy ti Se a 0.15

Năng ere Damage index luong bién dang phan tir

0.05 Length (m) 0 0 Width (m) Length (m) oo ng (m)

V năng lượng biến dang phân tử c ng được tnh theo đ cong nên c ng c nhận x t tương tự phương pháp d cong dạng dao đ ng (MSC) Mode | không chan đoán được hư h ng Mode 2 va mode 3, năng lương biến dạng phan tử c su thay đổi r r t nên chân đoán được hư h ng.

B ng 4.7: Chỉ số hu h ng theo 3 dạng dao đ ng đầu tiên

Damage Index Damage Index x10 x102 By 10~

: Length (m 0 l : : Length (m) 0 9 Width (m) gth (m) 0 Width (m)

B ng 4.8: Chỉ số vav tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng đầu tiên sau khi chuẩn h aLá ` và loạib v ngnhi u

Chi sô hu 2 AW h ng V tr huh ng

Chỉ số huh ng |

Hình 4.11: Tong hợp kết qu chan đoán chỉ số huh ng c a4 phương pháp

Tổng hợp tỉ số chênh 1 chhuh ng a 4.0 3.5

& # Ti sõ chênh 1 ch hư

Hình 4.12: Tong hợp tỉ số chênh I ch huh ngc a 4 phương pháp

D c khác nhauv mức đ huh ng, tuy nhiénc 4 phương pháp đ u đánh giá khá đ ngv mức đ hưh ng tương đối Nếu x tv tỉ sốth tchhưh nglv i

(40x0.8x1) (20x0.5x1) 1.5-3.5 c ng là hop ly. th tch hu h ng 2 là =3.2th ti số chênh | ch hư h ng trong kho ng

4.2.3 kh osát trườngh phưh ng D3

Tao thêm hư h ng 3 v 1k ch thư c 20x0.5x0.5 (mm), theo phương ch o g c 45° v icachuh ngđ c V tr cáchưh ng nhưhnh 4.12

Hinh 4.13: Truong hop hu h ng D3

Mô hình 3 được đưa ra đ khào sét kh năng chan đoán các huh ngnh c a từng phương pháp.

B ng 4.27: Kếtqu tần số (Hz)c a trường hợp không huh ng và trường hợp hư h ng D3

Mode Khong hu Huh ng | D gim h ng D3 %

Tan số gi m rất tsov ¡ trường hop huh ng D2v huh ng3 khá nh

B ng 4.28: Giátr M.AC giữa các dạng dao đ ngc a tấm không hưh ng và tam hưh ng D3

Chỉ số M.A cho thay sự khác bi t tăng so v i trường hợp hu h ng D2 vi trường hợp hu h ng D3 nghiêm tr ng hơn Tuy nhiên, sự khác bi t rat tv huh ng

B ng4.29: Chỉ số vàv tr hưh ng theo 3 dạng dao đ ng đầu tiên sau khi chuẩn h avaloaib v ngnhi u

Phuong pháp không chan đoán dược hu h ng 3.

4.2.3.4 Phương pháp năng lu ng biến dang

B ng 4.30: Chỉ số vàv tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng dau tiên sau khi chuẩn h avaloaib v ngnhi u

4.2.3.5 Phương pháp lam m n mat cong

B ng 4.31: Chỉ số vav tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng dau tiên sau khi chuẩn h avaloaib v ngnhi u

4.2.3.6 Phương pháp t iphanb trênb mặt

Phương pháp chan đoán dược hư h ng 3.

Trong c 6 phương pháp th chic phương pháp t i phân bố b mặt (ULS) là chan đoán được hu h ng 3 Đây ch nh ưu di mc a phương pháp t i phân bố b mặt (ULS) so v i những phương pháp khác trong trường hợp chan đoán các hư h ng nh

4.2.4 Kh osát trườngh phưh ng D2sov ihưh ng DĨ

Trong bài toán này, lay trường hợp hư h ng DI làm trạng thái n n và trường hợp D2 là trạng thái kh o sát Trong thực tế s kh o sát rất nhi u trạng thái c a kết cấu theo từng mốc thời gian Từ d s có nhận x tr ràng và ch nh xác hơnv tình trạng kết cau.

B ng 4.33: Kếtqu tan số (Hz)c a trường hop huh ng DI và trường hop hưh ng

Mode Huh ng Huh ng D gim

Tần số trạng thái hư h ng D2 thập hon trạng thái hư h ng DI chứngt trạng thái D2 đ c huh ng so voi trạng thái D1.

4.2.4.2 Phương pháp dựa trên sự thay đổi dang dao đ ng B ng 4.34: Chỉ số MAC trong 2 trường hợp hư h ng D1 va huh ng D2

Chỉ số MAC chứngt trạng thái D2 đ c hưh ng so với trang thái DI.

Damage Index Length (m) bd o ok a

Két qu th hi n phương pháp chỉ cóth chan đoán được những hưh ng 2 (hư h ngm i), còn hưh ng 1 (hưh ngc ) không chan đoán được Di u này được gi i th ch là do phương pháp chi so sánh sự khác bi t giữa 2 trạng thái, còn nhung hu h ngđ c th khôngc sự khác bi t.

4.2.4.4 Phương pháp năng lu ng biến dạng B ng 4.36: Chỉ số vàv tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng dau tiên sau khi chuẩn h avaloaib v ngnhi u

Damage lndex Length (m) ° a So _~ Quy

Kết qu tương tự phương pháp dựa trên sự thay đổi đ cong dạng dao đ ng (MSC) Kết qu th hi n phương pháp chỉ cóth chân đoán được những hư h ng 2 (hưh ngm i),cdn huh ng 1 (hưh ngc ) không chân đoán được.

4.2.4.5 Phương pháp làm m n mặt cong

Do dữ li u đầu vào c a phương pháp chi là | trạng thái hư h ng D2 nên kết qu c ng là kết qu c a trạng thái hu h ng D2 Phương pháp chan đoán tat c các huh ng đangc v kếtqu chỉ dựa vào trang thái cuối cùng c a kết cau.

4.2.4.6 Phương pháp t iphanb trênb mặt

B ng 4.38: Chỉ số vàv tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng đầu tiên sau khi chuẩn h avaloaib v ngnhi u

Kết qu tương tự phương pháp dựa trên sự thay đổi d cong dạng dao d ng (MSC) và phương pháp năng lượng biến dang (SEM) Kết qu th hi n phương pháp chỉ có th chan đoán được những hu h ng D2 (hưh ngm i), còn huh ng DI (hưh ngc ) không chân đoán được.

Phương pháp làm m n mặt cong (GSM) chan đoán được tấtc hưh ng trong kết cấu Còn phương pháp dựa trên sự thay đối d cong dạng dao đ ng (MSC), phương pháp năng lượng biến dạng (MSE) và phương pháp t i phân bố b mat (ULS) th chỉ chuẩn đoán được hư h ng m 1.

PD c cáinhnr ranghonv các hưh ng trong kết cấu, ta cóth kết hop các phương pháp Cóth d ng phương pháp làm m n mặt cong (GSM) đ chân đoán ra tất c các hư h ng trong kết cấu Tiếp theo sử d ng m t trong các phương pháp khác (MSC, MSE, ULS) đ chan đoán ra những hư h ng m i Từ đ, yếu tố thời gian s duoc thêm vào trong nhận xétv huh ngc a kết cau Nhận xét rõ rang và ch nh xác hon v_ tình trạng kết cấu.

4.2.5 Kh osátv trí mặt phẳng xuất dữ li u trên tam

Tam đang dược kh o sát 246x246x2(mm) Các kết qu c a trường hợp hư h ng DI, hư h ng D2 và hư h ng D3 được th hi n là đang kh o sát trên mặt phăng trung hòa đại di n cho toàn th tắm (z=1). z=2 Mặt trên

Hình 4.14: Các v trí mặt phang kh o sát xuất dữ li u trên tam

Tuy nhiên trong thực tế, khi dán c m biến theo dõi thì chỉ cóth dán mặt trên hoặc là mặt dư ic a tấm Bài toán kh o sát các v trí mặt phăng khác nhau đ xuất kết qu dữ li u dạng dao đ ng.C th xét 3 mặt phăng: mặt phang dư ic a tam (z=0), mặt phăng trung hoac a tam (z=1) va mat phang trên c u tầm (z=2).

Trường hợp hư h ng được kh o sát là hư h ng DI Các kết qu kh o sát tiếp theo trên mặt z=0 và z=2.

Do tan số không ph thu c vào v trí mặt phắng xuất dữ li u nên không kh o sát tần số trong trường hợp này.

B ng 4.39: Giátr M.AC giữa các dạng dao đ ngc a tâm không huh ng va tam hưh ng D2

Huh ng DĨ Mode z=0 Zz=2

=lâ|%Iơ=lt+zl+|â›|âl— 0.9932 0.9862

Do mức đ hu h ng không | n nên chỉ số MAC rat gần 1, d n đến kết qu giữa các mặt phăng không khác bi t nhi u.Do đ d ng mặt phẳng nào kh o sát thì kết qu c ng tương tự nhau.

B ng440: Chỉ số vàv tr hưh ng theo 3 dạng dao đ ng đầu tiên sau khi chuẩn h avàloạib v ngnhi u trên 2 mặt phăng z=0 và z=2

Mặt dư ic atâm Mặt trên c a tâm z=0 zZ=2 Hu Damage Index Damage Index h ng

Dữ li u trên 2 mặt phăng d u chan đoán được hu h ng.

Kết qu chuẩn đoán dựa trên dữ li u 2 mặt phăng: mặt trên (z=2) và mặt trung hòa (z=1) là tương tự nhau Kết qu từ mặt dư i(z=0)d không còn đ nhi u Di u này dược gi 1th ch là do huh ng hợp là hưh ngb mặt, ch nhhưh ng này đ làm nhi u kết qu xuất ra tại những mặt phăng mà huh ng đi qua.

4.2.5.4 Phương pháp năng lu ng biến dang

B ng4441: Chỉ số vàv tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng dau tiên sau khi chuẩn h avàloạib v ngnhi u trên 2 mặt phăng z=0 và z=2

Kết qu hoàn toàn tương tự phương pháp d cong dạng dao d ng Kết qu từ mặt dư i(z=0)chod nhi u rất ít so v i mặt trên (z=2) và mặt trung hòa (z=1) c a tắm.

4.2.5.5 Phương pháp làm m n mặt cong

B ng 4.42: Chỉ số vav tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng dau tiên sau khi chuẩn h avàloạib v ngnhi u trên 2 mặt phăng z=0 và z=2

Két qu từ mặt du i (z=0) cho đ nhị u rất ft so v i mặt trên (z=2) va mặt trung hòa (z=1) c a tam Trong trường hop mặt trên (z=2) và mặt trung hòa (z=1), kết qu chuẩn đoán b nhi u rất nhi u Tuy nhiên, trong trường hợp mặt dư i (z=0) thì không còn Đi u này tránh được nhận xét sai lầm khi không phân bi t được hư h ng và vùng nhi u.

4.2.5.6 Phương pháp t iphanb trénb mặt

B ng 4.43: Chỉ số vav tr huh ng theo 3 dạng dao đ ng dau tiên sau khi chuẩn h avàloạib v ngnhi u trên 2 mặt phăng z=0 và z=2

Trong c 3 mặt phăng kh o sát, phương pháp đ u không c đ nhi u Đây c ng là ưu di mc a phương pháp t i phân bố b mặt (ULS) so v i những phương pháp khác.

Kết qu từ mặt dư ¡ (z=0) cho đ nhỉ u rất ít và v n cho kết qu hoàn toàn tương đương so v i mặt trên (z=2) và mặt trung hòa (z=l)c a tắm.

Trong thưc té, vi c ch n mặt phăng xuất di li us tuong tu vi c ch n mat phăng đ dán c m biến Do d , ch n mặt phẳng dán c mbiéns nh hưởng đến kết qu chan đoán rất nhi u V i các phương pháp được nêu trên thì vi c dán c m biến tại mặt phăng không chứa huh ngs cho két qu chan đoán t nhi u hơn.

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

51 Kếtlun Các phương pháp đ u chan đoán được m t hay đ ng thời nhi u hu h ng và đánh giá đ ng mức đ nghiêm tr ng tương đối giữa các huh ng.

Phương pháp dựa trên sự thay đổi tần số (FCM) và phương pháp dựa trên sự thay đổi dạng dao đ ng (MAC) tuy có chan đoán được hư h ng nhưng v id tin cậy thấp và không xác đ nh được v tr hưh ng.

Phương pháp dựa trên sự thay đổi đ cong dạng dao đ ng (MSC), phương pháp năng lượng biến dạng (MSE), phương pháp lam mn mặt cong (GSM) và phương pháp t i phân bố b mặt (ULS) đ u chan đoán ch nh xác v tr hư h ng nhưng k ch thư c hu h ng d ul n hơn kch thư c hư h ng thực tế Do vi c chia lu ¡ lẫy dự li u,kếtqu dang th hi nlàc alu ¡ chia 5mm, trong khi k ch thư c hư h ng là 40x0.8x1 (mm) Do d , vi c chia lu i càng mn kết qu s càng ch nh xác nhưng càng kh trong thực tế.

Phương pháp dựa trên sự thay đối đ cong dạng dao đ ng (MSC) và phương pháp năng lương biến dang (MSE) là tương tự nhau v d u dựa vào d cong dạng dao đ ng Tuy nhiên, phương pháp năng lượng biến dang (SEM) có xét thêm yếu tổ v năng lượng biến dạng c a từng phan tử nên kết qu s ít nhỉ u hơn và cho chỉ số hu h ng cao hơn.

Phương pháp làm m n mặt cong (GSM) c ưu đi m là không can sử d ng dữ li u từ trạng thái không hư h ng Đi u nay c_ tnh ứng d ng cao trong thực tế v trạng thái không hư h ng chỉ là gi thuyết Bên cạnh đ ,c ngv lý do chỉ sử d ng m t trạng thái đầu vào nên kết qu chan đoán c a phương phápc đ nhi uratl n.

Phương pháp t i phân bố b mặt (ULS) có kết hợp tần số và dạng dao đ ng vào tính toán nên sự khác bi ts duoc nhân lên, kết qu s itb nhi u.

Phương pháp làm m n mặt cong (GSM) chân đoán được tấtc huh ng trong kết cấu Còn phương pháp dựa trên sự thay đối d cong dang dao đ ng (MSC), phương pháp năng lượng biến dạng (MSE) và phương pháp t i phân bố b mat (ULS)th chỉ chân đoán được hư h ng m 1.

PD c cáinhnr ranghonv các hưh ng trong kết cấu, ta cóth kết hop các phương pháp Cóth d ng phương pháp làm m n mặt cong (GSM) đ chân đoán ra tấtc các hu h ng trong kết cau Tiếp theo, sử d ng m t trong các phương pháp khác (MSC, MSE, ULS) đ chan đoán ra những hư h ng m i Từ d , yếu tố thời gian s được thêm vào trong nhận xét v huh ngc a kết cấu Nhận xét s rõ ràng và ch nh xác hon v_ tình trạng kết cau.

Trong thực tế, vi c ch n mặt phăng xuất di li us tuong tu vi c ch n mat phăng đ dán c m biến Do d , ch n mặt phẳng dán c mbiéns nh hưởng đến kết qu chan đoán rất nhi u V i các phương pháp được nêu trên thì vi c dán c m biến tại mặt phăng không chứa huh ngs cho két qu chan đoán t nhi u hơn.

5.2 Kién ngh Các phương pháp đ u dựa trên kết qu c a dạng dao d ng nên vi c chia kho ng cách lu ¡ nh hưởng rất nhi u đến kết qu Nên kết hợp m t số thuật toán Chebyshep đ tính xấp xid cong tại các đi m lu ¡ khi kho ng cách lu il n.

Các hưh ng trong đ tài là hưh ng được tạo s n Cần mô ph ng các hưh ng tương ứng v ¡ từng capt itr ng,từ hưh ngnh nhất đến hưh ng! nnhấtđ đánh giáđ nhạyc a từng phương pháp. Đánh giá mức đ nghiêmtr ngc ahưh ng lên kết cau.

Khosátv b dàyc atâm nh hưởng đến kết qu khi dán c m biến tại các mặt phăng khác nhau.

Kh o sát hưh ng trên tam không đ ng chất như: tam composite, sàn BTCT

D làcác hư ng nghiên cứu cóth mor ng thêm.

LÍ LỊCH TRÍCH NGANG

H vatén: NGUY NM NHTU N Phai: Nam

Ngày sinh: 17 thang 12 năm 1990 Noi sinh: B nh phu c Đa chỉ liên lac: Khu phố Ph Trung, phường An L c,th x B nh Long, tỉnh

Di n thoại: 0168 9936 717 Email: manhtuance@ gmail.com

Văn băng | Chuyên ngành | Thời gian đào tao Năm Nơi đào tạo đào tạo

~ roe Truong DH Bach Ky su d ng va cong 4.5 nam 2009-2014 Khoa TP.HCM nghi p

Xây dựng dân ` 2 + roe Truong DH Bach Thac si d ng va cong 3 nam 2015-2018 Khoa TP.HCM nghi p

Thời gian Tên công ty B phận| Công Người tham chiêu Từ Đến VỊ C

Công ty TNHH Phon KS Huynh Trung D

06/2014 | 10/2017 | tư vẫn & đầu tu | OPS, Kỹ sư (0977025926)

Lk ky thuat Kiên Tạo

Cong ty TNHH Phòn KS Hoàng Đức Sinh