Embed Size (px)
Citation preview
VIÊN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
------o0o------
NGUYỄN VĂN QUANG
PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH TÍN HIỆU TRONG CHẨN ĐOÁN VẾT NỨT
KẾT CẤU HỆ THANH
Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật
Mã số: 9520101
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2018
Công trình được hoàn thành tại:
Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam
Học viện Khoa học và Công nghệ
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Việt Khoa
Phản biện 1: GS. TS. Hoàng Xuân Lượng
Phản biện 2: PGS. TS. Lương Xuân Bính
Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Phong Điền
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến
sĩ cấp Học viện, họp tại: Học viện Khoa học và Công nghệ -
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Vào hồi…….., ngày……tháng……năm……
Có thể tìm hiểu luận án tại:
+ Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
+ Thư viện Quốc gia Việt Nam
Danh mục công trình của tác giả
1. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Time-frequency
spectrum method for monitoring the sudden crack of a column
structure occurred in earthquake shaking duration. Proceeding
of the International Symposium Mechanics and Control 2011,
p. 158-172.
2. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Wavelet based
technique for detection of a sudden crack of a beam-like bridge
during earthquake excitation. International Conference on
Engineering Mechanics and Automation ICEMA August 2012,
Hanoi, Vietnam, p. 87-95.
3. Nguyễn Việt Khoa, Nguyễn Văn Quang, Trần Thanh Hải,
Cao Văn Mai, Đào Như Mai. Giám sát vết nứt thở của dầm
bằng phương pháp phân tích wavelet: nghiên cứu lý thuyết và
thực nghiệm. Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ 9, 2012, p.
539-548.
4. Khoa Viet Nguyen, Hai Thanh Tran, Mai Van Cao, Quang
Van Nguyen, Mai Nhu Dao. Experimental study for monitoring
a sudden crack of beam under ground excitation. Hội nghị Cơ
họ Vật rắn iến ạng toàn uốc lần thứ 11, 2013, p. 605-614.
5. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Element stiffness
index distribution method for multi-cracks detection of a beam-
like structure. Advances in Structural Engineering 2016, Vol.
19(7) 1077-1091.
6. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Free vibration of a
cracked double-beam carrying a concentrated mass. Vietnam
Journal of Mechanics, VAST, Vol.38, No.4 (2016), pp. 279-
293.
7. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen, Kien Dinh Nguyen,
Mai Van Cao, Thao Thi Bich Dao. Numerical and experimental
studies for crack detection of a beam-like structure using
element stiffness index distribution method. Vietnam Journal of
Mechanics, VAST, Vol.39, No.3 (2017), pp. 203-214.
1
MỞ ĐẦU
Hư hỏng trong kết cấu là một vấn đề nghiêm trọng thường xảy ra
trong các loại kết cấu như kết cấu cơ khí, kết cấu công trình dân
dụng v.v. Hiện nay, có hai phương pháp giám sát kết cấu chính đó là
phương pháp giám sát phá hủy và không phá hủy. Phương pháp
không phá hủy gồm: phương pháp dao động, phương pháp tĩnh,
phương pháp âm v.v. Trong các phương pháp này thì phương pháp
dao động là phương pháp được quan tâm và ứng dụng nhiều hơn cả
do các tín hiệu dao động chứa nhiều thông tin về hư hỏng và thường
dễ dàng đo đạc, rẻ tiền. Các phương pháp phát hiện vết nứt bằng tín
hiệu dao động thường dựa trên hai yếu tố chính, đó là: đặc trưng
động lực học của kết cấu và các phương pháp xử lý tín hiệu dao
động. Trong thực tế sự thay đổi các đặc trưng động lực học của kết
cấu gây nên bởi vết nứt thường rất nhỏ và khó có thể phát hiện trực
tiếp từ tín hiệu đo dao động. Do đó, để có thể phát hiện được những
thay đổi nhỏ này cần phải có các phương pháp xử lý tín hiệu hiện
đại, đó chính là phương pháp xử lý tín hiệu trong miền thời gian-tần
số. Các phương pháp này có thể kể đến như phương pháp biến đổi
Short-time Fourier Transform, Wavelet Transform v.v. Các phương
pháp này sẽ phân tích tín hiệu trong hai miền thời gian và tần số. Khi
sử dụng các phương pháp này thì các tín hiệu theo thời gian sẽ được
biểu diễn trong miền tần số trong khi những thông tin về thời gian
vẫn được giữ lại. Chính vì thế các phương pháp thời gian-tần số sẽ
rất hữu ích trong việc phân tích các biến đổi nhỏ hoặc méo mó trong
tín hiệu dao động gây ra bởi vết nứt.
Mục tiêu của luận án
Nghiên cứu ảnh hưởng của vết nứt đến các đặc trưng động lực
học của kết cấu.
2
Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phương pháp xử lý tín hiệu
thời gian-tần số trong việc phát hiện vết nứt.
Ứng dụng và phát triển phương pháp xử lý tín liệu dao động
trong miền thời gian-tần số để phát hiện vết nứt.
Phƣơng pháp nghiên cứu
Đặc trưng động lực học của kết cấu có vết nứt như tần số riêng,
dạng riêng sẽ được tính toán và nghiên cứu thông qua phương
pháp phần tử hữu hạn.
Phương pháp xử lý tín hiệu thời gian-tần số sẽ được ứng dụng để
phân tích các tín hiệu dao động mô phỏng của kết cấu có vết nứt.
Phát triển một phương pháp xử lý tín hiệu dao động để phát hiện
sự thay đổi của độ cứng phần tử để từ đó phát hiện vết nứt.
Thực hiện một số thí nghiệm nhằm kiểm chứng tính hiệu quả của
các phương pháp được ứng dụng trong luận án.
Những đóng góp của luận án
Đề xuất ứng dụng phương pháp phổ wavelet cho bài toán phát
hiện vết nứt xảy ra đột ngột.
Đề xuất ứng dụng phân tích wavelet cho bài toán phát hiện vết
nứt dựa trên ảnh hưởng đồng thời của vết nứt và khối lượng tập
trung.
Đề xuất một phương pháp mới sử dụng “phân bố chỉ số độ cứng
phần tử” nhằm phát hiện vết nứt của kết cấu. Trong phương pháp
này, phân bố chỉ số độ cứng phần tử được tính trực tiếp từ tín
hiệu dao động.
Cấu trúc của luận án
Nội dung của luận án bao gồm phần mở đầu, phần kết luận, phần
danh mục công trình của tác giả, phần tài liệu tham khảo và 5
chương, cụ thể:
3
Chương 1: Tổng quan
Trình bày tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về các phương
pháp phát hiện vết nứt dựa trên các đặc trưng động lực học của kết
cấu, các phương pháp xử lý tín hiệu trong miền thời gian-tần số phục
vụ việc phân tích và phát hiện vết nứt.
Chương 2: Động lực học kết cấu dầm có vết nứt
Trình bày mô hình dầm 2D và 3D, hai mô hình này được sử dụng
trong luận án. Trình bày phương trình dao động của kết cấu theo
phương pháp phần tử hữu hạn nhằm phân tích các đặc trưng động lực
học của kết cấu có vết nứt.
Chương 3: Các phương pháp xử lý tín hiệu dao động phục vụ
chẩn đoán kỹ thuật
Trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý tín hiệu trong
miền thời gian-tần số và trình bày cơ sở phương pháp phân bố chỉ số
độ cứng phần tử ứng dụng trong việc phát hiện vết nứt.
Chương 4: Ứng dụng các phương pháp xử lý tín hiệu dao động
trong một số bài toán chẩn đoán kỹ thuật
Trình bày các ứng dụng cụ thể của phương pháp thời gian-tần số
và phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử để phát hiện vết nứt
trong các kết cấu khác nhau.
Chương 5: Thực nghiệm kiểm chứng
Trình bày một số thí nghiệm kiểm chứng các phương pháp đã
phát triển và ứng dụng trong luận án.
Kết luận: trình bày các công việc đã thực hiện, các kết quả đạt
được của luận án và một số vấn đề chưa giải quyết được, cần tiếp tục
thực hiện trong tương lai.
4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình
Để phát hiện hư hỏng trong kết cấu người ta có thể sử dụng
phương pháp trực tiếp hoặc phương pháp gián tiếp. Phương pháp
trực tiếp bao gồm việc quan sát bằng mắt thường, quay phim chụp
ảnh, hoặc tháo dời các chi tiết của kết cấu để kiểm tra v.v. Phương
pháp gián tiếp là phương pháp phân tích các tín hiệu phản ứng của
kết cấu dưới tác động từ bên ngoài để phát hiện hư hỏng của kết cấu.
Trong các phương pháp gián tiếp thì các phương pháp dao động hiện
đang được nghiên cứu phát triển và ứng dụng nhiều trên thế giới
cũng như ở Việt Nam. Các phương pháp này có thể được phân thành
hai nhóm chính: phương pháp dựa trên tham số động lực học kết cấu
và phương pháp dựa trên việc xử lý dữ liệu dao động.
1.2. Các phƣơng pháp phát hiện hƣ hỏng của kết cấu dựa trên
tham số động lực học của kết cấu
Sự tồn tại của hư hỏng trong kết cấu thường dẫn đến sự thay đổi
các đặc trưng động lực học của kết cấu như tần số riêng và dạng
riêng. Do đó, các đặc trưng động lực học của kết cấu có hư hỏng sẽ
chứa các thông tin về sự tồn tại, vị trí cũng như mức độ hư hỏng. Để
phát hiện hư hỏng của kết cấu thì vấn đề cơ bản là phải nghiên cứu
các đặc trưng động lực học của kết cấu.
1.3. Phƣơng pháp phân tích wavelet nhằm phát hiện hƣ hỏng của
kết cấu
Những sự thay đổi về đặc trưng động lực học của kết cấu gây ra
do vết nứt thường nhỏ và khó phát hiện bằng mắt thường và phụ
thuộc nhiều vào các phép đo chính xác. Vì vậy, việc phát triển các
phương xử lý tín hiệu hiện đại nhằm phát hiện ra những sự thay đổi
nhỏ này đã và đang được quan tâm đặc biệt. Cho đến ngày nay, các
5
phương pháp xử lý tín hiệu dao động chủ yếu được dựa trên phép
biến đổi Fourier truyền thống. Phép biến đổi Fourier rất phổ biến và
hiệu quả trong việc phân tích các tín hiệu dừng (tín hiệu là hằng số
trong các tham số thống kê theo thời gian). Biến đổi Fourier là kết
quả của tổng, hoặc tích phân trong miền thời gian liên tục, trên toàn
bộ chiều dài của tín hiệu. Do đó, biến đổi Fourier có thể cung cấp độ
phân giải tần số rất tốt cho việc biểu diễn tín hiệu trong miền tần số.
Tuy nhiên, trong quá trình biến đổi Fourier, thông tin thời gian hoặc
không gian bị mất và không thể phân tích các sự kiện thời gian ngắn
hoặc các tín hiệu không dừng [57, 58]. Để khắc phục nhược điểm
trên của biến đổi Fourier, phương pháp phân tích thời gian-tần số
được phát triển. Phương pháp này bao gồm biến đổi Fourier thời gian
ngắn (STFT), biến đổi Wigner-Ville (WVT), biến đổi Hilbert, tự hồi
quy (AR), trung bình (MA), tự hồi quy trung bình, và biến đổi
Wavelet (WT) [58]. Trong các phương pháp này, biến đổi wavelet là
một công cụ rất hiệu quả nhằm xử lý tín hiệu do tính linh hoạt cùng
với độ chính xác của nó về độ phân giải của thời gian và tần số.
Phạm vi nghiên cứu của luận án
Trong khuôn khổ của luận án này chỉ xét vết nứt mở hoàn toàn
với hình dạng đơn giản nhất, đó là: vết nứt có hình dạng đường thẳng
vuông góc với chiều dài phần tử; hướng của độ sâu vết nứt vuông
góc với bề mặt phần tử; độ sâu vết nứt không thay đổi dọc theo chiều
dài vết nứt, độ rộng vết nứt nhỏ và coi như được bỏ qua.
6
CHƢƠNG 2. ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU DẦM CÓ VẾT NỨT
Để phân tích các đặc trưng động lực học của kết cấu có hư hỏng,
luận án sẽ sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn do phương pháp
này có thể phân tích được kết cấu phức tạp mà phương pháp giải tích
khó có thể thực hiện được. Vì vậy trong chương này sẽ trình bày cơ
sở lý thuyết về phương pháp phần tử hữu hạn nhằm giải bài toán
động lực học kết cấu có vết nứt.
2.2. Mô hình phần tử hữu hạn cho dầm 2D và 3D chứa vết nứt
2.2.1. Dầm 2D chứa vết nứt
Bỏ qua biến dạng trượt, năng lượng biến dạng của một phần tử
không nứt có dạng:
2 3
2(0) 2 2
0
1 1.
2 2 3
lP l
W M Pz dz M l MPlEI EI
(2.1)
Trường hợp bài toán phẳng năng lượng biến dạng thêm vào như sau:
22 2
III(1) I II
0
1.
a KK KW b da
E E
(2.4)
Hệ số độ mềm cho một phần tử không có vết nứt: 2 (0)
(0)
1 2, , ; , 1,2,ij
i j
Wc P P P M i j
P P
(2.6)
và hệ số độ mềm thêm vào: 2 (1)
(1)
1 2, , ; , 1,2.ij
i j
Wc P P P M i j
P P
(2.7)
Hệ số độ mềm tổng cộng: (0) (1) .ij ij ijc c c (2.8)
Từ điều kiện cân bằng: 1 1 1 1 ,TT T
i i i i i iP M P M P M (2.9)
trong đó: 1 1 0
.0 1 0 1
T
Tl
(2.10)
Bằng cách sử dụng nguyên lý công ảo, ma trận độ cứng của phần
tử bị nứt có thể được biểu diễn như sau: 1
K T c TT
c . (2.11)
7
2.2.2. Dầm 3D chứa vết nứt
Sử dụng nguyên lý Castingliano, ma trận độ mềm tổng thể là tổng
của hệ số độ mềm của phần tử nguyên vẹn và hệ số độ mềm thêm
vào do vết nứt: ( ) (1) ,o
ij ij ijc c c (2.14)
ở đó: 2 (0)
(0) ; , 1..6,ij
i j
Wc i j
P P
(2.15)
là hệ số độ mềm của phần tử nguyên vẹn, và hệ số độ mềm thêm
vào do vết nứt có dạng: 2 (1)
(1) ; , 1..6.ij
i j
Wc i j
P P
(2.16)
Trong đó, (0)W là năng lượng biến dạng của phần tử không chứa
vết nứt, (1)W là năng lượng biến dạng của phần tử chứa vết nứt.
Xét ảnh hưởng của các lực dọc trục, lực cắt, mô men xoắn và mô
men uốn tại mặt cắt của vết nứt, năng lượng biến dạng của phần tử
có thể được viết như sau: 2 2 2 2 3 2 22 2 2 3 2
(0) 3 6 2 6 3 5 3 51 2 2 4
0
1.
2 3 3z z z y y y
P l P l P P l P l P l P P lP l P l P l P lW
AE GA GA EI EI EI EI EI EI GI
Năng lượng biến dạng thêm gây ra vết nứt của dầm có mặt cắt hình
chữ nhật với độ dày h, chiều rộng b có dạng [116]: 2 2 2
6 6 6(1)
I II III
1 1 1
1.i i i
A
W K K K dAE
(2.19)
Do đó, ma trận độ cứng của phần tử chứa vết nứt có dạng:
1 .K T C TT
c
(2.36)
8
2.3. Phƣơng trình dao động của kết cấu theo phƣơng pháp phần
tử hữu hạn
Phương trình dao động tổng quát của một kết cấu theo phương
pháp phần tử hữu hạn có dạng sau [118]:
( ) ; , .
e
T T T
e e e
eL
t t t f t t f dx f My( ) Cy( ) Ky( ) N f( ) f N f T (2.37)
M, C, K là ma trận khối lượng, cản và độ cứng; f là lực kích
động; NT
là ma trận chuyển vị của hàm dạng tại vị trí x của lực
tương tác; y là chuyển vị nút của dầm. Chuyển vị của dầm tại vị trí
bất kỳ x thu được từ hàm dạng N và chuyển vị nút y [119].
Khi có vết nứt, thì ma trận độ cứng tổng thể K của kết cấu sẽ
được ghép từ ma trận độ cứng K e của phần tử nguyên vẹn và ma
trận độ cứng K c của phần tử chứa vết nứt. Trong khí đó, vết nứt
được coi như không ảnh hưởng đến khối lượng của kết cấu nên ma
trận khối lượng M tổng thể được ghép nối từ các ma trận khối lượng
phần tử Me . Sử dụng cản Rayleigh dưới dạng: C M K .
2.4. Kết luận
Chương này trình bày mô hình vết nứt trong phần tử dầm 2D và
3D. Các mô hình vết nứt này sẽ được ứng dụng trong các bài toán
dầm hai chiều và khung không gian có vết nứt của luận án. Chương
này cũng đưa ra các phương trình cơ bản sử dụng trong phương pháp
phần tử hữu hạn hiện đang được các nhà nghiên cứu áp dụng trong
phân tích động lực học của kết cấu có vết nứt. Đây chính là cơ sở để
tính toán được các đặc trưng động lực học của kết cấu trong luận án.
9
CHƢƠNG 3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN HIỆU DAO
ĐỘNG PHỤC VỤ CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT
Trong các phương pháp xử lý tín hiệu dao động hiện nay thì
phương pháp phân tích wavelet, một phương pháp thời gian-tần số
đang được phát triển và ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực
khác nhau do tính ưu việt của nó so với các phương pháp phân tích
Fourier truyền thống. Đó là, trong khi phương pháp biến đổi Fourier
chỉ có thể phân tích được tín hiệu trong miền tần số thì phương pháp
wavelet có thể phân tích được tín hiệu trong miền tần số nhưng
những thông tin của tín hiệu trong miền thời gian vẫn được giữ lại.
Ngoài ra, việc phát triển phương pháp phân tích số liệu mới cũng là
yêu cầu của luận án nhằm khắc phục các nhược điểm của các phương
pháp đã có.
3.1. Phƣơng pháp phân tích wavelet
Biến đổi Wavelet liên tục (CWT) được định nghĩa như sau [76,
85, 120]:
*1( , ) ( ) ,
t bWf a b f t dt
aa
(3.1)
trong đó a là một số thực được gọi là hệ số co giãn, b là một số
thực được gọi là vị trí, Wf(a,b) là hệ số Wavelet với độ co giãn a và
vị trí b; f(t) là tín hiệu đầu vào.t b
a
là hàm Wavelet; * t b
a
là liên hợp phức của t b
a
.
Phổ năng lượng wavelet: 2
*1( , ) ( ) .
t bS a b f t dt
a a
(3.12)
10
3.2. Phƣơng pháp phân bố độ cứng phần tử trong miền tần số
Ta xét ma trận độ cứng của phần tử thứ i:
11 12 13 14
21 22 23 24
31 32 33 34
41 42 43 44
,K
i i i i
i i i i
i
e i i i i
i i i i
k k k k
k k k k
k k k k
k k k k
(3.22)
ma trận con i
eK có dạng:
1 1
33 11 34 12 13 14
1 1
43 21 44 22 23 24
1 1
31 32 33 11 34 12
1 1
41 42 43 21 44 22
( ) ( )
( ) ( ).
( ) ( )
( ) ( )
i i i i i i
i i i i i i
i
e i i i i i i
i i i i i i
k k k k k k
k k k k k k
k k k k k k
k k k k k k
K (3.24)
Ma trận độ cứng tổng thể được thiết lập từ ma trận độ cứng của
phần tử thứ i với một số thành phần bổ sung của ma trận độ cứng của
phần tử thứ (i-1) và (i+1). Ma trận con Ki
e được sử dụng để mô tả
độ cứng của phần tử thứ i đối với bài toán phát hiện vết nứt. Từ
phương trình (3.24) ta thấy khi phần tử thứ i xuất hiện vết nứt, chỉ có
ba ma trận 1K
i
e
, Ki
e, 1
Ki
e
bị thay đổi.
Do đó, ma trận Ki
e phản ánh tính chất về độ cứng địa phương.
Như vậy, sự thay đổi về dạng của ma trận con Ki
e có thể được dùng
như một chỉ số của hư hỏng tại phần tử thứ i.
Từ ma trận độ cứng tổng thể, để phát hiện thay đổi về dạng của
ma trận con Ki
e ta định nghĩa phân bố chỉ số độ cứng phần tử như
sau:
1 2
1, ,..., , 1.. ,
maxQ
ii
i Q
(3.25)
11
ở đó 2maxK K K
i i T i
i e j e ej
là chỉ số độ cứng phần tử
thứ i; Q là số phần tử hữu hạn. Khi vết nứt xuất hiện tại phần tử thứ i,
phân bố chỉ số độ cứng phần tử sẽ thay đổi ở phần tử thứ i.
3.3. Kết luận
Chương này đã trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp phân
tích wavelet. Bình phương của mô đun hệ số wavelet hay phổ năng
lượng wavelet có thể diễn giải như là phân bố mật độ năng lượng
trên mặt phẳng thời gian-hệ số co giãn.
Chương này đã trình bày cơ sở lý thuyết cho một phương pháp
mới nhằm phát hiện vết nứt dựa trên phân bố chỉ số ma trận độ cứng
phần tử. Trong phương pháp này, ma trận độ cứng của kết cấu được
tính trực tiếp từ số liệu dao động của kết cấu nhằm giảm thiểu sai số
khi tính ma trận độ cứng thông qua các dạng dao động riêng vì việc
đo đạc các dạng dao động riêng là rất phức tạp.
12
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN
HIỆU DAO ĐỘNG TRONG MỘT SỐ BÀI TOÁN
CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT
Sau khi đã trình bày cơ sở lý thuyết về phân tích động lực học kết
cấu có vết nứt và phương pháp xử lý tín hiệu dao động hiện đại ở
chương 2 và chương 3; chương 4 sẽ ứng dụng phương pháp này để
giải quyết ba bài toán chẩn đoán kỹ thuật.
4.1. Bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu dầm xảy ra trong quá
trình động đất bằng phƣơng pháp phân tích phổ wavelet
4.1.1. Dao động của dầm có vết nứt dưới tác động của động đất
Xét một dầm Euler–Bernoulli, chịu kích động tại mặt đất, kích
động này là hàm điều hòa d g . Bằng phương pháp phần tử hữu hạn,
chia dầm thành Q phần tử. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn,
khi đó phương trình chuyển động của dầm có dạng [126]:
.Md Cd Kd CI KIg gd d
(4.1)
4.1.2. Phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột bằng phân tích phổ wavelet
từ tín hiệu mô phỏng số
Tham số của cầu dạng dầm: 7855 kg/m3, E=2.1x10
11N/m
2,
L=1.2m, b=0.06m, h=0.01m. Tỷ số cản modal: 0.01.
Giả sử trong nửa khoảng thời gian đầu kích động, kết cấu hoàn
toàn nguyên vẹn, trong nửa thời gian sau vết nứt xuất hiện tại vị trí
2cL L . Khoảng thời gian kích động T=16s. Hàm kích động
0.05sin 35F t . Bằng tính toán tác giả nhận thấy dầm chủ yếu dao
động với tần số tự nhiên đầu tiên 17.8 Hz.
13
a) b) c)
d) e)
Hình 4.3. Tần số tức thời của dầm. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%;
c) Vết nứt 30%;d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%.
Gọi df là sự chênh lệch của tần số thức thời IF trong nửa thời gian
kích động ban đầu và nửa thời gian sau.
Hình 4.4. Mối liên hệ giữa df và độ sâu vết nứt.
4.1.3. Kết luận
Bài toàn này đã đưa ra phương pháp phổ năng lượng wavelet, từ
đó trích ra tần số tức thời IF nhằm giám sát sự xuất hiện của vết nứt
trong quá trình kết cấu chịu kích động từ bên ngoài.
14
Sự tồn tại của vết nứt được khẳng định bởi sự suy giảm tần số tức
thời IF trong quá trình kết cấu chịu kích động. Thời điểm xuất hiện
vết nứt chính là thời điểm mà tần số tức thời IF bắt đầu suy giảm.
4.2. Bài toán phát hiện vết nứt của dầm kép mang khối lƣợng tập
trung bằng phƣơng pháp phân tích wavelet
Mô hình phần tử hữu hạn của hệ dầm kép bao gồm hai dầm
Euler-Bernoulli khác nhau, với mặt cắt hình chữ nhật, được liên kết
bởi môi trường đàn hồi Winkler có mô đun độ cứng mk (hình 4.5).
Dầm chính và dầm phụ đều được chia thành Q phần tử,. Dầm chính
chịu tải trọng là một khối lượng tập trung m đặt tại vị trí mx .
Hình 4.5. Phần tử dầm kép chịu tác động của khối lượng tập trung.
Phương trình dao động tự do của hệ dầm kép trong hệ tọa độ tổng
thể được biểu diễn dưới dạng sau: , MD KD O (4.16)
ở đó: * **
11
* *
22
1 1
2 2
, .
, , .
m m
m m
K K KMM= K=
K K KM
D ODD= D= O=
D OD
(4.17)
4.2.2. Ảnh hưởng của khối lượng tập trung đến dao động tự do của
hệ dầm kép nguyên vẹn
Khối lượng tập trung đặt tại vị trí biên độ lớn nhất của dạng riêng
thì tần số sẽ đạt giá trị nhỏ nhất. Ngược lại, khi khối lượng tập trung
đặt tại nút của dạng riêng dao động, thì tần số sẽ đạt giá trị lớn nhất.
15
a1) Dạng riêng thứ nhất b1) Tần số thứ nhất và vị trí khối lượng
a2) Dạng riêng thứ hai b2) Tần số thứ hai và vị trí khối lượng
a3) Dạng riêng thứ ba b3) Tần số thứ ba và vị trí khối lượng
Hình 4.7. Ba dạng riêng đầu tiên, mối liên hệ giữa tần số và vị trí
khối lượng.
4.2.3. Ảnh hưởng của khối lượng tập trung đến tần số tự nhiên
của hệ dầm kép chứa vết nứt
Sử dụng phép biến đổi wavelet cho tần số tự nhiên đầu tiên của hệ
dầm kép chứa hai vết nứt tại vị trí bất kỳ trên dầm chính. Trong mô
phỏng này, giả sử hai vết nứt có cùng độ sâu, nằm tại vị trí 0.3m và
0.65m; độ sâu vết nứt tăng dần từ 0% đến 40%.
a) Độ sâu vết nứt 0% b) Độ sâu vết nứt 5%
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-5
-4
-3
-2
-1
0
Norm
aliz
ed a
mplit
ude
x/L
0 0.2 0.4 0.6 0.8 118.5
19
19.5
20
Fre
quency (
Hz)
Mass position (x/L)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
-4
-2
0
Norm
aliz
ed a
mplit
ude
x/L
0 0.2 0.4 0.6 0.8 141
42
43
44
Fre
quency (
Hz)
Mass position (x/L)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
-4
-2
0
Norm
aliz
ed a
mplit
ude
x/L
0 0.2 0.4 0.6 0.8 175
76
77
78
79
Fre
quency (
Hz)
Mass position (x/L)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-1
-0.5
0
0.5
1x 10
-5
x/L
Wavele
t coeff
icie
nt
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-1
-0.5
0
0.5
1x 10
-5
x/L
Wavele
t coeff
icie
nt
16
c) Độ sâu vết nứt 10% d) Độ sâu vết nứt 20%
e) Độ sâu vết nứt 30% f) Độ sâu vết nứt 40%
Hình 4.10. Biến đổi wavelet đối với tần số tự nhiên đầu tiên.
Khi dầm chứa vết nứt, tần số tự nhiên đầu tiên sẽ thay đổi đột
ngột khi khối lượng tập trung nằm ở vị trí của các vết nứt. Vị trí vết
nứt có thể được phát hiện bởi vị trí của các đỉnh nhọn trong biến đổi
wavelet của tần số tự nhiên đầu tiên.
4.2.4. Kết luận
Khi hệ dầm kép có khối lượng tập trung thì tần số tự nhiên sẽ thay
đổi. Sự thay đổi này phụ thuộc vào vị trí của khối lượng tập trung và
dạng riêng dao động của hệ dầm. Tần số tự nhiên sẽ giảm từ từ khi
khối lượng bắt đầu di chuyển từ nút của dạng riêng đến vị trí mà biên
độ của dạng riêng đạt giá trị cực đại.
Tần số tự nhiên thay đổi đột ngột khi khối lượng tập trung đặt ở
gần vị trí của vết nứt. Sự thay đổi đột ngột này sẽ tạo nên các đỉnh
nhọn trong phép biến đổi wavelet của tần số đầu tiên.
Vị trí xuất hiện các đỉnh nhọn chính là vị trí của vết nứt. Phương
pháp này cho kết quả tốt đối với tần số tự nhiên đầu tiên, và có thể
phát hiện được vết nứt có độ sâu 5%.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
-2
0
2
x 10-5
x/L
Wavele
t coeff
icie
nt
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-1
-0.5
0
0.5
1x 10
-4
x/L
Wavele
t coeff
icie
nt
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-2
-1
0
1
2x 10
-4
x/L
Wavele
t coeff
icie
nt
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
-2
0
2
x 10-4
x/L
Wavele
t coeff
icie
nt
17
4.3. Bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu bằng phƣơng pháp
phân bố độ cứng phần tử
4.3.1. Phát hiện vết nứt của dầm
a. Phát hiện một vết nứt của dầm
Xét một cầu dạng dầm, được chia thành 30 phần tử, vết nứt xuất
hiện ở phần tử thứ 15. Tham số của dầm: =7855 kg/m3; E=2.1x10
11
N/m2; L=40m; b=1m; h=2m; hệ số cản: 0.02. Độ sâu vết nứt tăng từ
0% đến 50% (chiều rộng của dầm). Lực kích động:
20000 khi 0
( ) .0 khi 0
tf t
t
(4.18)
Không có nhiễu
a) b) c)
d) e)
Hình 4.12. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, không có
nhiễu. a) Vết nứt 10%, b) Vết nứt 20%, c) Vết nứt 30%, d) Vết nứt
40%, e) Vết nứt 50%.
18
Hình 4.13. Chiều cao của đỉnh dh so với độ sâu của vết nứt, khi
không có nhiễu.
Phép đo có nhiễu
Nhiễu từ phép đo sẽ ảnh hưởng đến tính chính xác của phương
pháp. Do đó, để mô phỏng phép đo nhiễu, thì nhiễu ồn trắng được
đưa vào [85]: .noise p σ y y E N y
(4.19)
a) b) c)
d) e)
Hình 4.14. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử. a) Vết nứt
10%, nhiễu 1%, b) Vết nứt 20%, nhiễu 2%, c) Vết nứt 30%, nhiễu
4%, d) Vết nứt 40%, nhiễu 6%, e) Vết nứt 50%, nhiễu 10%.
19
Hình 4.15. Chiều cao của đỉnh dh so với độ sâu vết nứt, có nhiễu và
không có nhiễu.
b. Phát hiện nhiều vết nứt của dầm
Tín hiệu không có nhiễu
Giả sử có hai vết nứt ở vị trí L/3 và 2L/3 tương ứng với phần tử
thứ 10 và 20. Giả sử phép đo không có nhiễu.
a) b) c)
d) e)
Hình 4.16. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, nhiễu 0%.
a) Vết nứt 10%, b) Vết nứt 20%, c) Vết nứt 30%, d) Vết nứt 40%,
e) Vết nứt 50%.
Hình 4.16 biểu diễn phân bố chỉ số độ cứng phần tử với năm độ
sâu của vết nứt. Ta thấy xuất hiện hai đỉnh trong phân bố tại phần tử
20
chứa vết nứt. Khi độ sâu vết nứt tăng, thì chiều cao của đỉnh cũng
tăng.
Hình 4.17. Chiều cao của 2 đỉnh dh so với độ sâu vết nứt, nhiễu 0%.
Tín hiệu có nhiễu
a) b) c)
d) e)
Hình 4.18. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử. a) Vết nứt
10%, nhiễu 1%, b) Vết nứt 20%, nhiễu 2%, c) Vết nứt 30%, nhiễu
4%, d) Vết nứt 40%, nhiễu 6%, e) Vết nứt 50%, nhiễu 10%.
21
Hình 4.19. Chiều cao của đỉnh dh1 so với độ sâu vết nứt, khi có
nhiễu và không có nhiễu.
Hình 4.20. Chiều cao của đỉnh dh2 so với độ sâu vết nứt, khi có
nhiễu và không có nhiễu.
4.3.2. Phát hiện vết nứt của khung
Xét một khung gồm hai cột thẳng đứng với chiều cao 3m và một
thanh ngang với chiều dài 1m nằm trong mặt phằng X-Z (hình 4.21).
Khung được chia thành 70 phần tử khung với mặt cắt ngang 0.04m x
0.04m trong mô hình phần tử hữu hạn. Hai vết nứt xuất hiện ở phần
tử thứ 10 và 20 trên cột bên trái. Ma trận độ cứng của một phần tử
chứa vết nứt được tính theo tài liệu [35]. Đáp ứng động của khung
được tính bằng phương pháp phần tử hữu hạn.
22
Hình 4.21. Mô hình khung trong mặt phẳng X-Z.
Hình 4.22. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột bên
trái, nhiễu 0%.
Hình 4.23. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột bên
trái, có nhiễu. a) Vết nứt 10%, nhiễu 1%; b) Vết nứt 20%, nhiễu 2%;
c) Vết nứt 30%, nhiễu 4%; d) Vết nứt 40%, nhiễu 6%;
e) Vết nứt 50%, nhiễu 10%.
Kết quả mô phỏng số cho thấy tại phần tử chứa vết nứt xuất hiện
hai đỉnh trong phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột bên trái (hình
23
4.22, 4.23). Đỉnh đầu tiên gần với điểm cuối cố định của cột quan
trọng hơn đỉnh thứ hai gần với đầu tự do cuối của cột. Điều đó cho
thấy rằng vết nứt gần với điểm cuối cố định có thể được phát hiện
hiệu quả hơn.
Hình 4.24. Chiều cao của đỉnh dh1 so với độ sâu vết nứt, khi có
nhiễu và không có nhiễu.
4.3.3. Phát hiện vết nứt của giàn cao tầng
Thực hiện mô phỏng số đối với kết cấu đối xứng, mảnh chịu tác
động của lực đặt tại điểm giữa và dọc theo phương X như trong hình
4.25. Hàm đáp ứng tần số theo phương X thu được dọc theo kết cấu.
Hình 4.25. Mô hình giàn cao tầng.
Vị trí
đo đạc
Vị trí tác
dụng lực Vị trí
vết nứt
24
Kết cấu gồm bốn cột và các phần tử giằng, kích thước 0.25m x
0.25m x 3.6m. Phần tử cột và giằng của kết cấu được mô tả là phần
tử khung trong phân tích phần tử hữu hạn. Mặt cắt của phần tử cột,
giằng có kích thước 0.02m x 0.02m và 0.02m x 0.002m. Tham số
của vật liệu như sau: =7855 kg/m3; E=2.1x10
11 N/m
2. Kết cấu được
chia thành 240 phần tử. Mỗi cột được chia thành 36 phần tử.
a) b) c)
d) e)
Hình 4.26. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, phần tử #17
chứa vết nứt. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%; c) Vết nứt 30%;
d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%.
Giả sử vết nứt xuất hiện tại phần tử 17 và nằm trên cột #1. Ma
trận độ cứng của phần tử chứa vết nứt được tính theo tài liệu [36].
Khảo sát kết cấu trong trường hợp vết nứt có độ sâu từ 10% đến
50%.
Do kết cấu đối xứng, mảnh nên có thể được coi tương đương kết
cấu dạng dầm công xôn và phương pháp phân bố chỉ số độ cứng
phần tử được áp dụng cho việc phát hiện vết nứt.
25
Hình 4.27. Quan hệ giữa chiều cao của đỉnh dh với độ sâu vết nứt.
4.3.4. Kết luận
Bài toán đã áp dụng phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử
để phát hiện vết nứt (một vết nứt và nhiều vết nứt). Ma trận độ cứng
tổng thể được xây dựng trực tiếp từ các hàm đáp ứng tần số. Sự thay
đổi trong độ cứng của một phần tử dẫn đến sự thay đổi trong chỉ số
độ cứng của phần tử đó. Bằng cách theo dõi sự thay đổi trong phân
bố chỉ số độ cứng phần tử, ta sẽ phát hiện được vị trí của vết nứt.
Sự tồn tại của các vết nứt được phát hiện bởi các đỉnh trong phân
bố chỉ số độ cứng phần tử và vị trí vết nứt là vị trí của xuất hiện của
các đỉnh này. Độ sâu của vết nứt có thể ước lượng được từ mối quan
hệ giữa chiều cao của các đỉnh dh trong độ phân bố chỉ số độ cứng
phần tử với độ sâu vết nứt.
4.4. Kết luận
Chương này đã trình bày ba bài toán ứng dụng phương pháp xử lý
tín hiệu để phát hiện vết nứt trong kết cấu.
Bài toán thứ nhất là bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu xảy ra
trong quá trình động đất bằng phương pháp phân tích phổ wavelet.
Sự suy giảm đột ngột của tần số tức thời trong quá trình dao động
26
cho thấy sự tồn tại của vết nứt. Trong khi đó, thời điểm tần số tức
thời bị suy giảm đột ngột chính là thời điểm xảy ra vết nứt.
Bài toán thứ hai là bài toán phát hiện vết nứt của dầm kép mang
khối lượng tập trung bằng phương pháp phân tích wavelet. Khi có
vết nứt thì tần số riêng sẽ thay đổi. Khi vị trí của khối lượng tập
trung thay đổi thì tần số riêng của hệ dầm cũng thay đổi theo. Đặc
biệt, khi vị trí của khối lượng tập trung trùng với vị trí của vết nứt thì
tần số riêng của hệ dầm có sự thay đổi đột ngột. Hiện tượng này
được phát hiện một cách rõ ràng bằng biến đổi wavelet sự thay đổi
của tần số riêng theo vị trí của khối lượng tập trung.
Bài toán thứ ba là bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu bằng
phương pháp phân bố độ chỉ số cứng phần tử. Trong bài toán này,
chỉ số độ cứng phần tử được phân bố dọc theo kết cấu. Khi một phần
tử của kết cấu có vết nứt thì phân bố chỉ số độ cứng sẽ có một đỉnh
xuất hiện tại vị trí của phần tử chứa vết nứt. Vị trí của vết nứt sẽ
được xác định bằng vị trí xuất hiện đỉnh trong phân bố độ chỉ số độ
cứng phần tử.
27
CHƢƠNG 5. THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG
Trong chương 4 đã trình bày ba bài toán chẩn đoán kỹ thuật nhằm
phát hiện vết nứt xuất hiện trong kết cấu. Các kết quả số được mô
phỏng và phân tích dựa trên phương pháp xử lý tín hiệu dao động
hiện đại và cho kết quả khả quan. Tuy nhiên, trong thực tế kết quả đo
đạc luôn bị ảnh hưởng bởi nhiễu đo đạc. Vì vậy, để kiểm chứng khả
năng ứng dụng của các phương pháp được phát triển và ứng dụng
trong luận án này, tác giả tiến hành thực hiện một số thí nghiệm.
5.1. Phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột của dầm bằng phƣơng
pháp wavelet
Tiến hành thí nghiệm đối với dầm chịu kích động nền được đặt
trên bàn rung, sử dụng phổ động đất (hình 5.1). Tham số của dầm:
=7855 kg/m3; E=2.1x10
11 N/m
2; L=1.2m; b=0.06m; h=0.01m.
Khoảng thời gian kích động T=16s. Vết nứt xuất hiện xung quanh
khoảng thời gian T/2 s. Tiến hành thí nghiệm đối với độ sâu vết nứt
từ 10% đến 50%, vị trí vết nứt L/2.
Hình 5.1. Dầm chứa vết nứt, đặt trên bàn rung.
28
Mô phỏng Thực nghiệm
a)
b)
c)
d)
29
Mô phỏng Thực nghiệm
e)
Hình 5.3. Tần số tức thời của dầm. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%;
c) Vết nứt 30%; d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%.
a) b)
Hình 5.4. Mối liên hệ giữa df và độ sâu vết nứt.
a) Mô phỏng số; b) Thực nghiệm.
5.2. Phát hiện vết nứt của giàn bằng phƣơng pháp phân bố độ
cứng phần tử
Thực hiện thí nghiệm đối với kết cấu giàn bằng thép, đối xứng
(hình 5.5), kích thước 0.25m x 0.25m x 3.6m. Kết cấu gồm bốn cột,
nối cứng với 144 phần tử giằng. Mặt cắt của phần tử cột, giằng có
kích thước 0.02m x 0.02m và 0.02m x 0.002m. Hệ thống đo dao
động bao gồm thiết bị Bruel & Kjaer Pulse và phần mềm Pulse
Labshop để phân tích hàm đáp ứng tần số. Vết nứt được tạo tại phần
tử 17, trên cột #1, bằng cách cưa.
Tác giả đo hàm đáp ứng tần số bằng cách dùng búa và đầu đo dao
động, tác dụng lực bằng búa vào nút cố định của kết cấu. Trong khi
30
đó, di chuyển đầu đo dao động theo cột #1. Cột #1 được chia thành
36 phần tử.
Từ đó, xây dựng phân bố chỉ số ma trận độ cứng phần tử từ 36
hàm đo đáp ứng tần số này.
a) b)
Hình 5.5. Thí nghiệm tại phòng thí nghiệm của Viện Cơ học.
a) Kết cấu giàn cao tầng; b) Vết nứt được tạo bằng cách cưa.
Các kết quả thực nghiệm cho thấy xuất hiện những đỉnh sắc nét
trong phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột #1 tại phần tử 17 với
độ sâu vết nứt khác nhau (hình 5.7). Sự xuất hiện này khẳng định
rằng có sự thay đổi về độ cứng tại phần tử chứa vết nứt (phần tử 17).
31
a) b) c)
d) e)
Hình 5.7. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, phần tử #17
chứa vết nứt. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%; c) Vết nứt 30%;
d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%.
Hình 5.8. Chiều cao của đỉnh dh so với độ sâu vết nứt.
5.3. Kết luận
Chương 5 đã trình bày kết quả của hai thí nghiệm: thí nghiệm về
việc phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột của dầm, sử dụng tần số tức
thời IF được trích ra từ phổ năng lượng wavelet. Thí nghiệm về việc
phát hiện vết nứt của kết cấu dạng khung không gian bằng phương
pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử.
So sánh lý thuyết với thực nghiệm cho thấy các tính toán mô
phỏng dựa trên phương pháp đề xuất trong luận án là phù hợp tốt với
kết quả thực nghiệm.
0 10 20 30 400
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Element number
Ele
ment
stiff
ness index d
istr
ibution
dh
32
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận của luận án
Đề tài của luận án nhằm mục đích phát triển và ứng dụng các
phương pháp xử lý tín hiệu hiện đại phục vụ cho bài toán chẩn đoán
kỹ thuật công trình. Đó là phương pháp xử lý tín hiệu dựa trên phân
tích phổ trong miền tần số và phân tích wavelet trong miền thời gian-
tần số.
Những đóng góp mới của luận án:
Đã đề xuất ứng dụng phương pháp phổ wavelet cho bài toán phát
hiện vết nứt xảy ra đột ngột. Khi áp dụng phương pháp này thì sự
tồn tại của vết nứt và đặc biệt là cả thời điểm xuất hiện vết nứt
đều được xác định.
Đã đề xuất ứng dụng phân tích wavelet cho bài toán phát hiện
vết nứt dựa trên ảnh hưởng đồng thời của vết nứt và khối lượng
tập trung. Khi có ảnh hưởng đồng thời của vết nứt và khối lượng
tập trung thì sự thay đổi tần số riêng sẽ rõ ràng hơn so với khi
không có khối lượng tập trung. Vì vậy phương pháp này có khả
năng xác định được cả vị trí của vết nứt.
Đã đề xuất một phương pháp mới sử dụng “phân bố chỉ số độ
cứng phần tử” nhằm phát hiện vết nứt của kết cấu. Trong phương
pháp này, phân bố chỉ số độ cứng phần tử được tính trực tiếp từ
tín hiệu dao động. Do đó, phương pháp này sẽ khắc phục được
sai số so với việc phải tính ma trận độ cứng thông qua dạng riêng
như truyền thống.
Nội dung công việc mà luận án đã thực hiện bao gồm trình bày cơ
sở lý thuyết về động lực học kết cấu có hư hỏng và phương pháp xử
lý tín hiệu dao động hiện đại ứng dụng trong bài toán chẩn đoán kỹ
thuật công trình.
33
Luận án đã ứng dụng phương pháp phân tích wavelet và đề xuất
một phương pháp mới dựa trên “phân bố chỉ số độ cứng phần tử”
nhằm phát hiện vết nứt trong kết cấu. Luận án đã trình bày ba bài
toán chẩn đoán kỹ thuật công trình ứng dụng các phương pháp đã đề
xuất nhằm phát hiện vết nứt trong các kết cấu khác nhau.
Kết quả của các phương pháp đề xuất trong luận án này đã được
kiểm chứng bằng hai thí nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm
Công trình, Viện Cơ học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam. Các thí nghiệm cho thấy kết quả mô phỏng số của phương
pháp đề xuất là phù hợp tốt với kết quả thực nghiệm.
Như vậy, các phương pháp đã đề xuất và phát triển trong luận án
là có triển vọng để ứng dụng cho bài toán chẩn đoán kỹ thuật công
trình.
2. Phạm vi áp dụng của luận án và công việc cần tiếp tục thực
hiện trong tƣơng lai
Luận án chỉ ứng dụng phương pháp wavelet để phát hiện vết nứt
cho các kết cấu đơn giản dạng dầm. Do đó, phương pháp đề xuất dựa
trên phân tích wavelet cần phải được nghiên cứu đối với các kết cấu
phức tạp hơn nhằm đánh giá khả năng ứng dụng của các phương
pháp này trong thực tiễn.
Phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử mặc dù đã cho kết
quả tốt đối với cả kết cấu dạng dầm và khung không gian, tuy nhiên
phương pháp này mới chỉ ứng dụng cho kết cấu có hình dạng đối
xứng. Đồng thời, các phần tử dầm hoặc cột chứa vết nứt được giả
thiết là có tiết diện không đổi. Vì vậy, với các kết cấu có hình dạng
không đối xứng và có tiết diện thay đổi cần được tiếp tục nghiên cứu
để đánh giá hiệu quả của phương pháp này trong thực tế.
34
Thí nghiệm kiểm chứng cho phương pháp phát hiện vết nứt của
kết cấu dầm có khối lượng tập trung vẫn chưa được tiến hành. Vì vậy
đây sẽ là một nghiên cứu cần được thực hiện tiếp theo của luận án.
