Thuật toán wavelet trong khảo sát ứng xử cơ hệ

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN CƠNG ĐỨC THUẬT TỐN WAVELET TRONG KHẢO SÁT ỨNG XỬ CƠ HỆ Chuyên ngành : CƠ HỌC KỸ THUẬT LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010 ii   CƠNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : GS TS NGÔ KIỀU NHI Cán chấm nhận xét : PGS TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN Cán chấm nhận xét : TS HUỲNH QUANG LINH Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 30 tháng 07 năm 2010 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS TRƯƠNG TÍCH THIỆN (Chủ tịch hội đồng) TS VŨ CƠNG HỊA (Thư ký hội đồng) GS TS NGÔ KIỀU NHI (Ủy viên hội đồng) TS HUỲNH QUANG LINH (Ủy viên hội đồng) TS NGUYỄN TƯỜNG LONG (Ủy viên hội đồng) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV   Bộ môn quản lý chuyên ngành iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN CÔNG ĐỨC Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01-07-1985 Nơi sinh: Phú Yên Chuyên ngành: Cơ học kỹ thuật MSHV: 02308220 1- TÊN ĐỀ TÀI : THUẬT TOÁN WAVELET TRONG KHẢO SÁT ỨNG XỬ CƠ HỆ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN :  Xây dựng phần mềm EMMS chuyên dùng phân tích wavelet vấn đề chẩn đốn hư hỏng  Kiểm tra tính hiệu kết phân tích phần mềm EMMS thơng qua mơ hình phương pháp số  Nghiên cứu phương pháp chọn thông số wavelet việc nhận dạng hư hỏng 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 25/01/2010 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/07/2010 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS TS NGÔ KIỀU NHI Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) iv LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp thành mà em tích lũy dạy dỗ thầy cô Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP HCM Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến tất thầy cô Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Khoa Khoa học Ứng dụng, Phịng Thí nghiệm Cơ học Ứng dụng (LAM) – Khoa Khoa học Ứng dụng truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em suốt năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn cô GS TS Ngô Kiều Nhi giành thời gian quý báu tận tình hướng dẫn, bảo thiếu sót, giúp em chọn phương pháp nghiên cứu đề tài, tài liệu tham khảo cần thiết để em hồn thành luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô phản biện giành thời gian quý báu để xem cho ý kiến, nhận xét, đánh giá luận văn em Cuối xin cảm ơn bạn bè cho ý kiến đóng góp để luận văn hoàn thiện Tp.HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2010 Nguyễn Cơng Đức v TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong nghiên cứu trình bày thuật toán wavelet khảo sát ứng xử hệ Đặc tính động lực học kết cấu dầm có hư hỏng khơng có hư hỏng khác nhau, khác thay đổi độ cứng cấu trúc Khảo sát hệ kết cấu gồm: dầm tựa đơn có hư hỏng khơng có hư hỏng chịu tác dụng tải trọng di chuyển, dầm tựa đơn có hư hỏng khơng có hư hỏng chịu tác dụng lực kích thích điều hịa, phân tích dao động tự dầm tựa đơn có hư hỏng khơng có hư hỏng Vị trí hư hỏng dự đốn xáo động nhỏ đồ thị đáp ứng sau phân tích wavelet Độ sâu vết nứt dự đốn thơng qua hệ số độ nhạy hư hỏng có liên hệ tới kích thước vết nứt với đường maxima mơ hình phân tích dao động Đây phương pháp khơng phá hủy việc nhận dạng hư hỏng mà dựa vào đáp ứng động sử dụng phép biến đổi wavelet Phương pháp phân tích wavelet ứng dụng khảo sát liệu thực nghiệm vi ABSTRACT In the study, Nonlinear and linear behavior of the mechanical systems investigated by Wavelet-Algorithms using EMMS software is presented Dynamic characteristics of a cracked beam structure and an intact beam structure are different This reason for the difference is the change in the structural stiffness when crack opens or closes Investigated structural systems include: a simply supported beam without and with crack is subjected to a moving load, a simply supported beam without and with crack is subjected to a dynamic load consisting of sinasoidal function applied at the point, a free vibration analysis of the simply supported beam without and with crack The location of crack is estimated by the perturbation in the spatial variation of the transformed response The relative depth of cracks can estimated by damage intensity factor which relates the size of cracks to wavelet modulus maxima lines in modal analysis of structure This is the non-destructive method for crack detection that is based on dynamic response of structure using wavelet transform The wavelet analysis is also applied to investigate the experimental measuring signal of the beam structure vii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH xi CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THUẬT TOÁN WAVELET 10 2.1 LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH WAVELET 10 2.2 LÝ THUYẾT TÁI TẠO WAVELET 16 2.3 LÝ THUYẾT VÀ THUẬT TOÁN WAVELET 17 2.4 GIẢI THUẬT XÂY DỰNG PHẦN MỀM EMMS 58 2.4.1 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình Python phần mềm EMMS 58 2.4.2 Phần mềm EMMS Version 2008-2010 61 CHƯƠNG ỨNG XỬ CƠ HỌC ĐƯỢC KHẢO SÁT BẰNG WAVELET 72 3.1 MƠ HÌNH PHÂN TÍCH PHẦN TỬ HỮU HẠN 72 3.2 MƠ HÌNH PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG TỰ DO THEO GIẢI TÍCH 77 3.3 MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 91 3.4 ĐÁNH GIÁ VÀ BÀN LUẬN CÁC KẾT QUẢ 93 3.5 PHƯƠNG PHÁP CHỌN SCALE TRONG PHÂN TÍCH WAVELET 103 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 117 4.1 KẾT LUẬN 117 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO .121 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 125 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC Ký hiệu Ý nghĩa a, a  R   0 : hệ số tỷ lệ a  2j, jZ : tỷ lệ dyadic, j số mức, 1/a 2 j độ phân giải a0 , a0  a : hệ số tỷ lệ A : diện tích tiết diện dầm : hàm chi tiết mức J AJ (t ) C (a, ) cAJ (k ) : hệ số wavelet, hàm tỷ lệ vị trí : hệ số chi tiết mức J cDJ (k ) : hệ số xấp xỉ mức J cA cD : hệ số xấp xỉ : hệ số chi tiết : hàm xấp xỉ mức J DJ (t ) DN Fa : ma trận phân tích wavelet họ Daubechies có bậc J (kích thước NxN) : giả tần số tương ứng với mức a (Hz) Fc : tần số trung tâm hàm wavelet (Hz) g h S IN Jx : lọc phân tích thơng cao : lọc phân tích thơng thấp : tín hiệu rời rạc gốc có kích thước N : ma trận đơn vị : mômen quán tính tiết diện trục x t ,t   ,   : thời gian  ,  R : hệ số vị trí : chuyển đổi dyadic : số tùy vào loại wavelet sử dụng   k j  k a , k  Z k    log (C ) : hàm tỷ lệ : hàm wavelet : khối lượng riêng dầm : hệ số độ nhạy  : chu kỳ lấy mẫu ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thảo luận nghiên cứu lĩnh vực chẩn đoán hư hỏng .6 Bảng 2.1: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ haar 22 Bảng 2.2: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db1 .23 Bảng 2.3: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db2 .24 Bảng 2.4: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db3 .25 Bảng 2.5: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db4 .26 Bảng 2.6: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db5 .27 Bảng 2.7: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db6 .29 Bảng 2.8: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db7 .31 Bảng 2.9: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db8 .33 Bảng 2.10: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db9 35 Bảng 2.11: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db10 37 Bảng 2.12: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db11 39 Bảng 2.13: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db12 40 Bảng 2.14: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db13 42 Bảng 2.15: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db14 44 Bảng 2.16: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db15 46 Bảng 2.17: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db16 48 Bảng 2.18: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db17 50 Bảng 2.19: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db18 52 Bảng 2.20: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db19 54 Bảng 2.21: Hệ số hàm tỷ lệ Scaling hàm wavelet thuộc họ db20 56 Bảng 2.22: Các dạng wavelet CWT 64 Bảng 3.1: Khảo sát trường hợp có mức độ hư hỏng khác 73 Bảng 3.2: Thơng số kích thước vết nứt hệ số độ cứng uốn 83 Bảng 3.3: Phương trình tần số ứng với độ sâu vết nứt .83 Bảng 3.4: Bảng liệt kê tần số dầm có vết nứt 84 Bảng 3.5: Bảng liệt kê tần số dầm có vết nứt theo giải tích Ansys 85 Bảng 3.6: Hàm theo độ võng với tần số (Mode 1) 85 x Bảng 3.7: Hàm bước H(z) 86 Bảng 3.8: Liệt kê tần số vết nứt vị trí L/4 87 Bảng 3.9: Hàm bước H(z) 88 Bảng 3.10: Bảng liệt kê tần số dầm vết nứt .90 Bảng 3.11: Đường maxima theo Mallat (1992) hàm dạng mode 101 Bảng 3.12: Số liệu hệ số độ nhạy theo độ sâu vết nứt 101 Bảng 3.13: Độ nhạy việc nhận dạng hư hỏng hệ 102 Bảng 3.14: Hàm tín hiệu điều hịa đơn giản 104 Bảng 3.15: Hàm tín hiệu điều hịa có nhiễu 108 Bảng 3.16: Vài điểm nghiên cứu [37] phương pháp chọn scale 113 Bảng 4.1: Tổng hợp đặc điểm EMMS so với hộp công cụ wavelet matlab 117 Bảng 4.2: Đánh giá khả phân tích tín hiệu phần mềm EMMS 119 111 Khảo sát liệu dầm cantilever tài liệu [37]: Trong phần này, nghiên cứu xây dựng số tập tin liệu từ mơ hình phương pháp số mà nhóm tác giả “Viet Khoa Nguyen, Oluremi A Olatunbosun, Tiet Khiem Nguyen”, [37] thực Mục đích xây dựng tập tin liệu dựa kết nghiên cứu để đưa vào phần mềm EMMS phân tích xử lý Hình 3.48: Mơ hình dầm có hư hỏng nghiên cứu [37] Hình 3.49: Mơ hình phương pháp số dầm có hư hỏng 112 Hình 3.50: Đồ thị đáp ứng gia tốc ứng với độ sâu vết nứt khác [37] Hình 3.51: Đồ thị gia tốc tuyệt đối dầm cantilever có hư hỏng (Fa=10,079Hz) 113 Đồ thị gia tốc tuyệt đối mơ hình dầm cantilever có hư hỏng hình 3.51 3.52, đồ thị phân tích wavelet triển khai theo hai hướng: 1- Chọn scale 127 ứng với giả tần số 10,079Hz tần số thứ phân tích phổ tần số FFT cho tín hiệu gốc, lúc đồ thị sau phân tích có hình dạng chu kỳ giống hàm lực kích thích điều hòa 2- Chọn scale 12 ứng với giả tần số 106,669Hz giả tần số gần tần số thứ hai đồ thị phân tích phổ tần số FFT Đồ thị phân tích wavelet lúc làm bật vùng nhiễu Đây vùng nhiễu hư hỏng gây Kết phân tích nhóm tác giả [37] rõ vấn đề Tuy nhiên nghiên cứu [37] cơng việc chọn scale cách ngẫu nhiên Hình 3.52: Đồ thị gia tốc tuyệt đối dầm cantilever có hư hỏng (Fa=106,669Hz) Bảng 3.16: Vài điểm nghiên cứu [37] phương pháp chọn scale Bước Phương pháp chọn Scale Nhóm tác giả [37] Mơ hình dầm cantilever có hư hỏng, chịu tác dụng lực kích thích điều hịa Phân tích FFT để tìm tần số gây nhiễu Chọn scale dựa tần số bước Chọn scale ngẫu nhiên Làm bật vùng nhiễu hư hỏng gây Chỉ cần chọn scale giả tần số gần Có thể, với tần số phổ phân tích FFT Nếu rà sót scale làm trội lên vùng hư hỏng 114 Mục đích việc làm tìm tần số gây nhiễu (do hư hỏng) để từ chọn scale thích hợp để làm bật vùng xem có hư hỏng Bảng 3.16 đánh giá phương pháp chọn scale nghiên cứu phương pháp nghiên cứu [37] Khảo sát mơ hình nghiên cứu tài liệu [27]: Hình 3.53: Mơ hình theo nghiên cứu Mahmoud (2001) X.Q.Zhu, S.S.Law (2005) Mục tiêu công việc khảo sát này, dựa ứng xử sở lý thuyết giải tích để phân tích tính tốn hàm độ võng dầm tựa đơn có vết nứt chịu tác dụng tải trọng di chuyển Việc phân tích wavelet hình 3.54 bên dưới, lựa chọn scale phù hợp để làm bật vùng nhiễu hư hỏng gây Tuy nhiên, theo nghiên cứu [27] nhóm tác giả dự đoán tồn hư hỏng trường liệu sau phân tích wavelet Trong nghiên cứu không lặp lại vấn đề này, sử dụng liệu sẵn có để ứng dụng phương pháp chọn scale đề xuất mục Mục đích giúp ta chọn scale hợp lý kết phân tích wavelet nhanh chóng hiệu 115 Hình 3.54: Mơ hình dầm tựa đơn hai đầu có vết nứt (chuyển vị giữa) Chuyển đổi trục x sang trục thời gian để thuận tiện cho công việc phân tích FFT Trong lưu ý đến mối liên trục x sau: xload (t ) t  L L/v Hình 3.55: Đồ thị phân tích wavelet có hư hỏng (Fa=1,926Hz) 116 Hình 3.56: Đồ thị phân tích wavelet chọn scale 127(Fa =0,303Hz) Kết luận : Có thể vào giả tần số để chọn mức scale phù hợp phép phân tích wavelet Nếu biết trước tần số vết nứt gây ra, việc vào tần số để chọn scale tương ứng, cho ta đồ thị nhiễu liên quan đến tần số Khi trước tần số nhiễu, cơng việc phân tích phổ tần số (FFT) tín hiệu gốc để xác định tần số có đỉnh với biên độ cực đại Và cuối sử dụng công cụ bên để chọn phân tích kết Hình 3.57: Cơng cụ chọn scale phù hợp phần mềm EMMS 117 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 4.1 KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, phương pháp phân tích wavelet sử dụng phần mềm EMMS công việc đánh giá liệu động từ thực nghiệm phương pháp số Phần mềm xây dựng nhằm mục đích đưa quy trình đánh giá liệu thuận tiện xác Phép phân tích wavelet đưa vào phần mềm, có khả phân tích xử lý nhiều nguồn liệu khác Dự đoán biến cố bất thường trường liệu tín hiệu, chẳng hạn như: hư hỏng nhận diện thơng qua đồ thị đáp ứng sau phân tích wavelet, thay đổi đột ngột vị trí có hư hỏng Bảng 4.1: Tổng hợp đặc điểm EMMS so với hộp công cụ wavelet matlab Các đặc điểm Bản quyền phần mềm Họ Haar rời rạc Họ Daubechies rời rạc Họ Simplets rời rạc Họ Coiflets rời rạc Họ Biorthogonal rời rạc Họ Reverse Biorthogonal rời rạc Họ FIR rời rạc Biến đổi wavelet rời rạc (DWT) Biến đổi wavelet rời rạc đa mức (Milti DWT) Biến đổi wavelet tĩnh rời rạc (SWT) Biến đổi wavelet liên tục (CWT) Họ Morlet liên tục Họ MexicanHat liên tục Họ Paul liên tục Mã nguồn mở ● ● ● ● ● ● ● ● Hộp công cụ wavelet (Matlab) License ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Phần mềm EMMS 118 Họ DOG liên tục Họ Haar liên tục Phương pháp phân tích phổ tần số FFT Phương pháp phân tích giả tần số Pseudo-Frequency Phương pháp tính tỷ số tín hiệu vị trí đo Phương pháp tính tốn đường Maxima (Mallat, 1992) Đồ thị 3D gồm trục thời gian, trục scale trục biên độ Phương pháp phân tích tách vùng liệu nghi ngờ có hư hỏng Liệt kê danh sách cảm biến/vị trí tín hiệu đáp ứng động Dữ liệu đầu vào (Input) cấu trúc theo chuẩn thiết bị đo thực nghiệm chuẩn phần mềm tính tốn phương pháp số Vẽ đồ thị theo thời gian theo số lượng mẫu Khả nhúng mã chương trình vào ứng dụng phát triển sau Một số chức chuyên dùng khác: nhận dạng ảnh, y học, dấu vân tay,… ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Xử lý liệu nhập trước phân tích wavelet ● ● ● ● Xem miêu tả bảng 4.1 nhận thấy khả phân tích tín hiệu 1D hai công cụ phần mềm EMMS hỗ trợ hiệu việc phân tích đánh liệu sở áp dụng vài lập luận phương pháp phân tích khác chẳng hạn như: việc chọn scale dựa giả tần số phép phân tích phổ tần số FFT, phương pháp tỷ số tín hiệu hai vị trí đo kết hợp với phân tích wavelet để dự đốn hư hỏng, phân tích đường maxima vấn đề tính tốn dự đốn mức độ hư hỏng cấu trúc Tóm lại, phép phân tích wavelet sử dụng phần mềm EMM tác giả nghiên cứu xây dựng nhằm cung cấp công cụ hỗ trợ đơn giản, hiệu quả, nhanh chóng đáng tin cậy Phần mềm EMMS có khả phân tích liệu với dung lượng 119 lớn, có khả đọc số tập tin chuẩn từ thiết bị điện tử chuyên kiểm định cấu trúc cầu thực tế (thiết bị phịng thí nghiệm LAM chế tạo) Xem bảng 4.2 cho thấy cách đánh giá chức cụ thể phần mềm khả phân tích tín hiệu Trong vấn đề quan tâm nhiều nhận dạng dự đoán hư hỏng tồn mơ hình cấu trúc khảo sát mục Bảng 4.2: Đánh giá khả phân tích tín hiệu phần mềm EMMS Phần mềm EMMS Mơ hình giải tích Mơ hình phương pháp số 1D 1D 3D 3D Lực Tải Lực Tải điều hòa di chuyển điều hòa di chuyển Đáp ứng độ võng vị trí ● ● ● ● Mơ hình thực nghiệm DWT ● SWT ● ● ● ● ● Multi DWT ● ● ● ● ● CWT ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● FFT PseudoFrequency Đáp ứng gia tốc vị trí FFT PseudoFrequency ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Đáp ứng biến dạng vị trí FFT PseudoFrequency ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Xem xét đến bảng 4.2 thấy mơ hình phương pháp số thực nghiệm có chung mục đích phân tích đánh giá thông số như: gia tốc, biến dạng, độ võng 120 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Hướng phát triển đề tài: o Nghiên cứu xây dựng phần mềm phân tích wavelet chuyên dùng để đánh giá liệu thí nghiệm kết cấu cầu thực tế Phần mềm quan tâm đến vấn đề quan trọng như: chẩn đoán hư hỏng đánh giá tải trọng xe di chuyển o Nghiên cứu phương pháp nhận dạng hư hỏng kết hợp phương pháp phân tích wavelet mạng thần kinh nhân tạo công tác xử lý đánh giá liệu kiểm định cấu trúc thực tế 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.mathworks.com/products/wavelet/ [2] http://www.python.org/; http://www.pybytes.com/ [3] http://vi.wikipedia.org/ [4] Ngô Kiều Nhi, Trần Công Nghị, Cơ kỹ thuật II, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM, 2004 [5] Th.S Nguyễn Hoàng Hải, Th.S Nguyễn Việt Anh, KS Phạm Minh Toàn, Th.S Hà Trần Đức, Cơng cụ phân tích Wavelet ứng dụng Matlab, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2005 [6] D.E Newland, A introduction to random vibrations and spectral analysis, Longman Scientific & Technical, 1984 [7] Standard specifications for highway bridges, American Association of State Highway and Transportation Officials, Inc., 1996 [8] Richard S Figliola, Donald E Beasley, Theory and design for mechanical measurements, John Wiley & Sons, Inc ,2004 [9] Christopher Torrence and Gilbert P Compo, A Practical Guide to Wavelet Analysis, Bulletin of the American Meteorological Society Vol 79, No 1, January 1998 [10] Quan Wang, Xiaomin Deng, Damage detection with spatial wavelets, International Journal of Solids and Structures 36 (1999) 3443-3468 [11] Christopher Torrence, Peter J Webster, Interdecadal Changes in the Enso– Monsoon System, Journal of Climate Volume 12 (1999) 2680 [12] Amir Averbuch, Eyal Hulata, Valery Zheludev, Inna Kozlov, A Wavelet Packet Algorithm for Classification and Detection of Moving Vehicles, Multidimensional Systems and Signal Processing, 12, 9–31 (2001) [13] J W Lee and J D Kim, C B Yun, J H Yi and J M Shim, Health- Monitoring Method for Bridges under Ordinary Traffic Loadings, Journal of Sound and Vibration (2002) 257(2), 247-264 122 [14] Luna Majumder, C.S Manohar, A time-domain approachfor damage detection in beam structures using vibration data with a moving oscillator as an excitation source, Journal of Sound and Vibration 268 (2003) 699–716 [15] H Kim and H Melhem, Fourier and Wavelet Analyses for Fatigue Assessment of Concrete Beams, Experimental Mechanics VoL 43, No 2, June 2003 [16] E Douka, S Loutridis, A Trochidis, Crack identification in beams using wavelet analysis, International Journal of Solids and Structures 40 (2003) 3557– 3569 [17] Chung-Bang Yun, Jong-Jae Lee, Sung-Kon Kim, and Ji-Won Kim, Recent R&D Activities on Structural Health Monitoring for Civil Infra-Structures in Korea, KSCE Journal of Civil Engineering Vol 7, No / November 2003 pp 637~651 [18] Chih-Chieh Chang, Lien-Wen Chen, Vibration damage detection of a Timoshenko beam by spatial wavelet based approach, Applied Acoustics 64 (2003) 1217–1240 [19] Angelo Gentile, Arcangelo Messina, On the continuous wavelet transforms applied to discrete vibrational data for detecting open cracks in damaged beams, International Journal of Solids and Structures 40 (2003) 295–315 [20] Walter Seidling, Crown condition within integrated evaluations of Level II monitoring data at the German level, Eur J Forest Res (2004) 123: 63–74 [21] S Loutridis, E Douka, A Trochidis, Crack identification in double cracked beams using wavelet analysis, Journal of Sound and Vibration 277 (2004) 1025– 1039 [22] Hansang Kim, Hani Melhem, Damage detection of structures by wavelet analysis, Engineering Structures 26 (2004) 347–362 [23] Chih-Chieh Chang, Lien-Wen Chen, Damage detection of a rectangular plate by spatial wavelet based approach, Applied Acoustics 65 (2004) 819–832 [24] Jian-Gang Han, Wei-Xin Ren, Zeng-Shou Sun, Wavelet packet based damage identification of beam structures, International Journal of Solids and Structures 42 (2005) 6610–6627 123 [25] Zheng Li, Shuman Xia, Jun Wang, Xianyue Su, Damage detection of cracked beams based on wavelet transform, International Journal of Impact Engineering 32 (2006) 1190–1200 [26] X Q Zhu, S S Law, Moving load identification on multi-span continuous bridges with elastic bearings, Mechanical Systems and Signal Processing 20 (2006) 1759–1782 [27] X.Q Zhu, S.S Law , Wavelet-based crack identification of bridge beam from operational deflection time history, International Journal of Solids and Structures 43 (2006) 2299–2317 [28] M Rucka, K Wilde, Application of continuous wavelet transform in vibration based damage detection method for beams and plates, Journal of Sound and Vibration 297 (2006) 536–550 [29] M Rucka, K Wilde, Crack identification using wavelets on experimental static deflection profiles, Engineering Structures 28 (2006) 279–288 [30] S.B Skelton & J.A Richardson, A Transducer for Measuring Tensile Strains in Concrete Bridge Girders, Experimental Mechanics (2006) 46: 325–332 [31] B K Raghu Prasdad, N Lakshmanan, K Muthumani and N Gopalakrishnan, Enhancement of damage indicators in wavelet and curvature analysis, Sadhana Vol 31, Part 4, August 2006, pp 463–486 [32] V Pakrashi, B Basu, A O Connor, Structural damage detection and calibration using a wavelet–kurtosis technique, Engineering Structures 29 (2007) 2097–2108 [33] Q.W Zhang, Statistical damage identification for bridges using ambient vibration data, Computers and Structures 85 (2007) 476–485 [34] J.W Xiang · X.F Chen · Z.J He · H.B Dong, The construction of 1D wavelet finite elements for structural analysis, Comput Mech (2007) 40:325–339 [35] E Castro, M.T Garcıa-Hernandez, A Gallego, Defect identification in rods subject to forced vibrations using the spatial wavelet transform, Applied Acoustics 68 (2007) 699–715 124 [36] W.L Bayissa, N Haritos, S Thelandersson, Vibration-based structural damage identification using wavelet transform, Mechanical Systems and Signal Processing 22 (2008) 1194–1215 [37] Viet Khoa Nguyen, Oluremi A Olatunbosun, Tiet Khiem Nguyen, Wavelet based method for remote monitoring of structural health by analysing the nonlinearity in dynamic response of damaged structures caused by the crackbreathing phenomenon, Technische Mechanik (2008), 289-298 [38] J Grabowska, M Palacz, M Krawczuk, Damage identification by wavelet analysis, Mechanical Systems and Signal Processing 22 (2008) 1623–1635 [39] Uk Jung, Bong-HwanKoh, Structural damage localization using wavelet- based silhouette statistics, Journal of Sound and Vibration 321 (2009) 590–604 [40] Shyh-Leh Chen, Jia-JungLiu, Hsiu-ChiLai, Wavelet analysis for identification of damping ratios and natural frequencies, Journal of Sound and Vibration 323 (2009) 130–147 [41] Hongnan Li, Tinghua Yi, Ming Gu, Linsheng Huo, Evaluation of earthquake-induced structural damages by wavelet transform, Progress in Natural Science 19 (2009) 461–470 [42] Hakan Gokdag, OsmanKopmaz, A new damage detection approach for beam-type structures based on the combination of continuous and discrete wavelet transforms, Journal of Sound and Vibration 324 (2009) 1158–1180 [43] Amir Averbuch · Valery A Zheludev · Neta Rabin · Alon Schclar, Wavelet- based acoustic detection of moving vehicles, Multidim Syst Sign Process (2009) 20:55–80 [44] Ales Belsak, Joze Flasker, Wavelet analysis for gear crack identification, Engineering Failure Analysis 16 (2009) 1983–1990 125 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : NGUYỄN CÔNG ĐỨC Ngày, tháng, năm sinh : 01/07/1985 Nơi sinh: Phú Yên Địa liên lạc : Đội 11, Thơn Long Phụng, Hịa Trị, Phú Hịa, Phú Yên QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO  Năm 2003 – 2008 : Sinh viên, Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM o Tham gia khóa học với chủ đề “Cơng nghệ kiểm định dùng cho cầu”, khuôn khổ dự án Giới thiệu Chuyển giao tiêu chuẩn quốc tế kiểm định giám sát chất lượng cầu cho Việt Nam Lào Ủy Ban Châu Âu Tài Trợ  Năm 2008 – 2010 : Học viên cao học, Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM o Từ 01/03/2009 – 06/03/2009 : Tham gia khóa học “Chuyển giao cơng nghệ kiểm định cầu sử dụng hệ thống kiểm định kết cấu cầu không dây BDI-STS-WiFi” Hãng Bridge Diagnostics Inc (Mỹ), Công ty Nguyễn Cao, Viện Công Nghệ Xây Dựng Cầu Đường Phía Nam đồng tổ chức, Chuyên gia giảng dạy: Jesse L Grimson ( Hãng BDI, Mỹ ) Q TRÌNH CƠNG TÁC  Từ 01/04/2008 – 09/10/2009:Nhân Viên Công Ty TNHH MTV Nguyễn Cao LỜI CAM ĐOAN Tôi là, Nguyễn Cơng Đức học viên cao học khóa K2008, mã số học viên 02308220, Chuyên ngành Cơ học kỹ thuật thuộc Bô môn Cơ Kỹ Thuật – Khoa Khoa học Ứng dụng – Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, xin cam đoan danh dự độ xác chân thực cơng trình khoa học này, có vấn đề khơng tơi chịu hồn tồn trách nhiệm Tp.HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2010                      Học viên ký tên ... Chuyên ngành: Cơ học kỹ thuật MSHV: 02308220 1- TÊN ĐỀ TÀI : THUẬT TOÁN WAVELET TRONG KHẢO SÁT ỨNG XỬ CƠ HỆ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN :  Xây dựng phần mềm EMMS chuyên dùng phân tích wavelet vấn đề... THẠC SĨ Trong nghiên cứu trình bày thuật tốn wavelet khảo sát ứng xử hệ Đặc tính động lực học kết cấu dầm có hư hỏng khơng có hư hỏng khác nhau, khác thay đổi độ cứng cấu trúc Khảo sát hệ kết... CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THUẬT TOÁN WAVELET 10 2.1 LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH WAVELET 10 2.2 LÝ THUYẾT TÁI TẠO WAVELET 16 2.3 LÝ THUYẾT VÀ THUẬT TOÁN WAVELET 17 2.4 GIẢI THUẬT XÂY