Bài toán dầm hai đầu ngàm

CHƯƠNG 4. CÁC BÀI TOÁN ÁP DỤNG

4.2. BÀI TOÁN 2: KHẢO SÁT HƯ HỎNG CỦA KẾT CẤU DẦM HAI ĐẦU NGÀM VÀ DẦM CONSOLE

4.2.1 T HIẾT LẬP BÀI TOÁN

4.2.1.1. Bài toán dầm hai đầu ngàm

Xét một dầm hai đầu ngàm, nhịp L= 10 [m]. Các thông số đặc trưng về tiết diện và vật liệu được cho tương tự như bài toán khảo sát hư hỏng dầm đơn giản [4.1.1.1].

Các mô hình phần tử hữu hạn của kết cấu mục tiêu lúc chưa hư hỏng:

 Dầm hai đầu ngàm_10m_192E: Mô hình phần tử hữu hạn của dầm hai

 Dầm hai đầu ngàm_10m_200E: Mô hình phần tử hữu hạn của dầm hai đầu ngàm, nhịp dài 10[m], gồm 200 phần tử, ở trạng thái chưa hư hỏng. Độ cứng uốn tại phần tử thứ j là EIj= EI (hằng số).

Hình 4. 103. Mô hình dầm hai đầu ngàm, 192 phần tử, chưa hư hỏng

Hình 4. 104. Mô hình dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, chưa hư hỏng

Cách tạo ra các hư hỏng trên mô hình phần tử hữu hạn tương tự như bài toán của dầm đơn giản [4.1.1.1].

Ta đặt 2 trường hợp hư hỏng với số lượng, vị trí, kích thước và mức độ hư hỏng qua các mô hình phần tử hữu hạn như sau:

 Dầm hai đầu ngàm_10m_192E(0.25)-(2.5)-(5)-SYM_0.5_95: Mô hình Dầm hai đầu ngàm _10m_192E với hư hỏng tại 5 vị trí cách điểm biên bên trái lần lượt: 0.25, 2.5, 5.0, 7.5 và 9.75 [m]; kích thước hư hỏng là 0.5 [m], mức độ hư hỏng là 5% (độ cứng uốn tại vị trí hư hỏng: EIr= 0.95EI);

Hình 4. 105. Mô hình dầm hai đầu ngàm, 192 phần tử, hư hỏng tại 5 vị trí

 Dầm hai đầu ngàm_10m_200E(0.25)-(2.5)-(5)-SYM_0.5_95: Mô hình Dầm hai đầu ngàm _10m_200E với hư hỏng tại 5 vị trí cách điểm biên bên trái lần lượt: 0.25, 2.5, 5.0, 7.5 và 9.75 [m]; kích thước hư hỏng là 0.5 [m], mức độ hư hỏng là 5% (độ cứng uốn tại vị trí hư hỏng: EIr= 0.95EI);

 Dầm hai đầu ngàm_10m_192E(2.5)_0.5_95: Mô hình Dầm hai đầu ngàm _10m_192E với hư hỏng tại 1 vị trí cách điểm biên bên trái: 2.5 [m];

kích thước hư hỏng là 0.5 [m], mức độ hư hỏng là 5% (độ cứng uốn tại vị trí hư hỏng: EIr= 0.95EI);

Hình 4. 107. Mô hình dầm hai đầu ngàm, 192 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí

 Dầm hai đầu ngàm_10m_200E(2.5)_0.5_95: Mô hình Dầm hai đầu ngàm _10m_200E với hư hỏng tại 1 vị trí cách điểm biên bên trái: 2.5 [m];

kích thước hư hỏng là 0.5 [m], mức độ hư hỏng là 5% (độ cứng uốn tại vị trí hư hỏng: EIr= 0.95EI).

Hình 4. 108. Mô hình dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí

Xuất kết quả phân tích dao động (tần số và chuyển vị mode-shape) của các mô hình phần tử hữu hạn của bài toán dầm hai đầu ngàm nêu trên tại 201, 17 và 21 điểm chuyển vị mode-shape, sử dụng phương pháp năng lượng biến dạng cho các kết quả này, ta được các bài toán như sau:

 BT.2(1): Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, hư hỏng tại 5 vị trí, 201 điểm chuyển vị mode-shape.

Dầm hai đầu ngàm_10m_200E (201);

Dầm hai đầu ngàm_10m_200E(0.25)-(2.5)-(5)-SYM_0.5_95 (201).

 BT.2(2): Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, 192 phần tử, hư hỏng tại 5 vị trí, 17 điểm chuyển vị mode-shape.

Dầm hai đầu ngàm_10m_192E (17);

Dầm hai đầu ngàm_10m_192E(0.25)-(2.5)-(5)-SYM_0.5_95 (17).

 BT.2(3): Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, hư hỏng tại 5 vị trí, 21 điểm chuyển vị mode-shape.

Dầm hai đầu ngàm_10m_200E (21);

Dầm hai đầu ngàm_10m_200E(0.25)-(2.5)-(5)-SYM_0.5_95 (21).

Dầm hai đầu ngàm_10m_192E (17);

Dầm hai đầu ngàm_10m_192E(2.5)_0.5_95 (17).

 BT.2(5): Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí, 21 điểm chuyển vị mode-shape.

Dầm hai đầu ngàm_10m_200E (21);

Dầm hai đầu ngàm_10m_200E(2.5)_0.5_95 (21).

Tương tự, ta đặt các trường hợp hư hỏng khác của dầm hai đầu ngàm và các bài toán chẩn đoán sử dụng 21 điểm chuyển vị mode-shape như sau:

 BT.2(6): Chẩn đoán hư hỏng dầm hai đầu ngàm, 200 phần tử, hư hỏng tại 1 vị trí, 21 điểm chuyển vị mode-shape.