Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu như đã tổng quan ở trên, tác giả rút ra một số nhận xét sau đây:
1. Với tính chất cơ điện rõ rệt, vật liệu áp điện mở ra một hướng nghiên cứu mới, đầy triển vọng cho chẩn đoán kỹ thuật công trình, đặc biệt khi vật liệu áp điện được sử dụng để chế tạo các cảm biến hoặc/và bộ kích hoạt có thể lắp đặt như một bộ phận của kết cấu, làm việc cùng kết cấu. Tuy nhiên, mặc dù bản thân là các cảm biến/bộ kích hoạt phân bố, nhưng nếu chỉ lắp đặt ở những vị trí cục bộ như các miếng áp điện (patches) vẫn chưa cho phép xác định các khuyết tật, hư hỏng ở khoảng cách xa với chúng. Vì vậy, chế tạo hoặc lắp đặt các cảm biến/bộ kích hoạt này như một lớp vật liệu bao phủ cả không gian mà khuyết tật có thể xuất hiện là giải pháp hữu hiệu nhất, tuy có thể tốn kém hơn.
2. Trong việc mô phỏng kết cấu có phần tử áp điện (gọi chung là kết cấu áp điện), phương pháp giải tích và sự mở rộng của nó cho các kết cấu phức tạp gọi là phương pháp độ cứng động là công cụ hiệu quả nhất, kể cả so với phương pháp phần tử hữu hạn đang được sử dụng rộng rãi hiện nay. Lý do là vì phương pháp độ cứng động cho phép nghiên cứu kết cấu trong miền tần số cao bất kỳ, đặc trưng cho kết cấu áp điện, trong khi phương pháp phần tử hữu hạn chỉ cho kết quả tin cậy trong miền tần số thấp. Vì vậy, việc phát triển phương pháp độ cứng động để nghiên cứu dao động của kết cấu áp điện là một nhu cầu cấp thiết.
3. Phương pháp dao động, sử dụng các đặc trưng dao động của kết cấu làm các dấu hiệu để chẩn đoán hư hỏng cục bộ như vết nứt, mặc dù đã được nghiên cứu rất nhiều nhưng đến nay vẫn chưa khẳng định được tính hiệu quả phổ quát của nó. Nguyên nhân bởi vì các dấu hiệu được chọn để chẩn đoán vết nứt hoặc là còn ít nhạy cảm với vết nứt hoặc còn chứa nhiều các thông tin khác làm che khuất những thông tin đặc trưng cho vết nứt. Ngay cả đối với các kết cấu áp điện, các đặc trưng phổ như trở kháng cơ điện đo đạc được trong các đầu dò áp điện cũng ít nhạy cảm với các thông tin về vết nứt. Chính vì vậy, việc nghiên cứu các đặc trưng cơ, điện hoặc hỗn hợp cơ điện phụ thuộc vào vết nứt nhằm mục tiêu tìm ra các dấu hiệu chẩn đoán hiệu quả là một vấn đề cần phải nghiên cứu.
4. Bài toán dao động của dầm FGM, kể cả trường hợp có vết nứt đã được nghiên cứu khá nhiều, đặc biệt là đã có một số công trình công bố về chẩn đoán vết nứt trong kết cấu dầm FGM có vết nứt, nhưng bài toán chẩn đoán vết nứt trong kết cấu dầm
FGM áp điện vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là sử dụng các tín hiệu cơ điện để chẩn đoán vết nứt.
Với những lý do nêu trên, luận án này đặt vấn đề phát triển phương pháp độ cứng động để mô phỏng tính toán kết cấu dầm FGM có vết nứt được gắn một lớp áp điện nhằm mục tiêu đề xuất một phương pháp hữu hiệu để chẩn đoán vết nứt trong dầm FGM sử dụng tín hiệu thu thập được trong lớp áp điện như một cảm biến phân bố liên tục dọc theo chiều dài dầm.
Nội dung nghiên cứu chính của luận án là:
1. Xây dựng mô hình dầm FGM có lớp áp điện (gọi tắt là dầm áp điện) làm cơ sở để phát triển phương pháp độ cứng động lực phục vụ việc tính toán các đặc trưng động lực học của dầm áp điện (Chương 2);
2. Nghiên cứu các đặc trưng động lực học của dầm áp điện có vết nứt, trong đó bao gồm cả các đặc trưng điện của lớp áp điện nhằm mục tiêu xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ chẩn đoán vết nứt sử dụng vật liệu áp điện (Chương 3); 3. Đề xuất và phát triển một phương pháp chẩn đoán vết nứt trong dầm áp điện
bằng các đặc trưng điện thu thập được trong lớp áp điện (Chương 4).
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong Chương này tác giả đã trình bày tổng quan về vật liệu áp điện; các
nghiên cứu về kết cấu áp điện; việc ứng dụng vật liệu áp điện trong chẩn đoán kỹ thuật công trình và một số nghiên cứu về dầm FGM có và không có vết nứt. Sau khi
tổng quan về các nghiên cứu đã công bố liên quan, tác giả trình bày vấn đề đặt ra trong luận án và các nội dung nghiên cứu của luận án.
CHƯƠNG 2. DAO ĐỘNG CỦA DẦM FGM NGUYÊN VẸN CÓ MIẾNG ÁP ĐIỆN
Chương này tác giả nghiên cứu dao động của dầm FGM với các miếng áp điện bằng phương pháp độ cứng động. Bằng việc xây dựng phương trình cơ bản của dầm FGM có lớp áp điện. Sau đó xây dựng ma trận độ cứng động cho phần tử dầm FGM có lớp áp điện và mô hình độ cứng động của dầm FGM có miếng áp điện như một dầm bậc. Cuối cùng là áp dụng phương pháp độ cứng động để phân tích dao động riêng của dầm có miếng áp điện. Cụ thể là phân tích ảnh hưởng của kích thước và vị trí lắp đặt các miếng áp điện đến tần số riêng của dầm FGM.