Luận Văn Đánh giá, so sánh các phương pháp chẩn đoán hư hại trên dầm đơn giản dựa trên phân tích dao động

GIỚI THIỆU


1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những thập niên gần đây, việc phát triển những công trình dân dụng với những cấu trúc có quy mô lớn ngày càng phát triển. Có các kết cấu luôn đúng với thiết kế ban đầu, nhưng cũng có trường hợp cấu trúc lại khác đi so với thiết kế, một phần là do sự sai lệch trong quá trình thi công, mặc khác là do yếu tố tự nhiên bất ngờ như gió bão hay tác động của những lực động học khác, sự sai lệch đó dẫn đến những hư hại trong các cấu kiện của công trình. Do đó ngoài công tác xây dựng cơ bản cũng phải có sự theo dõi, bảo trì liên tục, đó là việc cần thiết trong đánh giá sức chịu tải của những thành phần tới hạn, hay sức chịu đựng của cấu kiện khi thay đổi ứng sử tĩnh học hay động học.
Việc theo dõi để chẩn đoán và phát hiện sớm những bất thường trên cấu kiện là điều thuận lợi để giúp chúng ta có thời gian sửa chữa hay thay thế cấu kiện, để hạn chế mức thấp nhất hậu quả có thể xảy ra.
Có nhiều phương pháp đánh giá phát hiện hư hại trên cấu kiện như phân theo phương pháp ta có: phương pháp thí nghiệm phá hủy và phương pháp thí nghiệm không phá hủy, ngoài ra ta cũng có các phương pháp đánh giá bằng sóng âm, hay dựa vào đặc trưng dao động của cấu kiện.
Ngày nay cùng với việc ứng dụng kỹ thuật vào tính toán, các kết quả của việc chẩn đoán không phá hủy ngày càng nhanh và chính xác; như dựa vào kỹ thuật truyền tin ta có thể theo dõi hoạt động động lực học của cấu kiện mà không cần trực tiếp ở công trình, khi cần đánh giá một cấu kiện, chỉ cần có tính hiệu đầu vào thu được từ các cảm biến dao động về tần số hay chuyển vị, ta có thể theo dõi để chẩn đoán cấu kiện đang làm việc tốt hay xấu. Chúng giúp chúng ta có thể luôn theo dõi tình trạng của cấu kiện đặc trưng.

Hình 1.1. Vết nứt hình thành trên dầm bê tông.

Hình 1.2. Vết nứt hình thành trên dầm thép.

Hình 1.3. Các dầm cầu bị gãy trong một trận bão.

Hình 1.4. Cảm biến theo dõi dầm.
Những hình ảnh từ hình 1.1 đến hình 1.3 thể hiện về hư hại của dầm, việc chẩn đoán giúp ta sớm phát hiện ra hư hại có thể giúp ta tránh được tình trạng xấu nhất có thể xảy ra.
1.2. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN
Luận văn này tiến hành đánh giá, so sánh các phương pháp chẩn đoán hư hại trên dầm đơn giản dựa trên phân tích dao động.
Các mục tiêu của luận văn được thể hiện như sau:
ã Tiến hành mô phỏng áp dụng các chẩn đoán khác nhau trên dầm đơn giản một nhịp với vật liệu là bê tông. Dầm dược mô phỏng bằng phần tử thanh.
ã Tiến hành mô phỏng áp dụng các chẩn đoán khác nhau lên dầm bê tông cốt thép đơn giản giống với thực tế bằng phần mềm mô phỏng 3D.
ã Thực hiện đánh giá xem xét xem phương pháp nào là tốt nhất đối với việc chuẩn đoán hư hại trên dầm.
ã Phân tích tính hiệu quả khi bài toán thực tế.
1.3. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Trong luận văn thực hiện hai mô phỏng, một được mô phỏng bằng phần tử thanh và hai được mô phỏng bằng phần tử khối 3D. Các mô phỏng được gán với các hư hại khác nhau, với các hư hại mức độ tăng dần và gán nhiều hư hại cùng lúc. Sự khác biệt trong đề tài luận văn là mô hình được phân tích bằng phần tử khối 3D, điều này cho ta phân tích sát với thực tế hơn, các mode đầu của phần tử khối có thể không phải là mode uốn thuần, các giá trị tần số và chuyển vị sẽ khác với cấu kiện mô phỏng bằng phần tử thanh.
Cấu trúc luận văn bao gồm 5 chương: Chương 1 giới thiệu sơ lượt về đề tài, mục tiêu luận văn, cấu trúc luận văn. Chương 2 giới thiệu các nghiên cứu trong nước và ngoài nước và cơ sở lý thuyết của các tiêu chuẩn dùng trong đánh giá hư hại. Chương 3 bài toán ứng dụng. Chương 4 nêu các nhận xét, kết luận, kiến nghị và hướng phát triển của đề tài. Phần cuối là tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn, mã nguồn chương trình Matlab.