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: