Tóm tắt luận án tiến sĩ: Phát triển phương pháp năng lượng biến dạng để chẩn đoán hư hỏng cho kết cấu tấm

Tính toàn vẹn kết cấu là yếu tố sống còn đối với các công trình xây dựng hiện đại, đặc biệt là kết cấu dạng tấm phức tạp, vốn dễ bị hư hỏng theo thời gian. Việc phát hiện sớm và chính xác hư hỏng là tối quan trọng để kịp thời bảo trì, đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ công trình. Mặc dù các phương pháp năng lượng biến dạng modal đã cho thấy tiềm năng trong chẩn đoán hư hỏng kết cấu dựa trên đáp ứng dao động, nhưng các cách tiếp cận hiện có còn hạn chế trong việc định vị và định lượng hư hỏng một cách chính xác, đặc biệt trong các kịch bản phức tạp như đa hư hỏng, hư hỏng nhỏ, hoặc hư hỏng gần biên. Nghiên cứu này nhằm giải quyết những thách thức này bằng cách phát triển các kỹ thuật chẩn đoán hư hỏng tiên tiến cho kết cấu tấm.

Các kỹ sư kết cấu, kỹ sư xây dựng, nhà nghiên cứu và sinh viên sau đại học trong lĩnh vực kiểm định sức khỏe kết cấu và cơ học kết cấu.

Nghiên cứu này tập trung vào việc nâng cao quy trình chẩn đoán hư hỏng cho kết cấu tấm lên cấp độ 3, với mục tiêu xác định sự xuất hiện, vị trí và mức độ hư hỏng một cách chính xác. Để đạt được điều này, luận án đã phát triển và cải tiến phương pháp năng lượng biến dạng modal. Luận án xây dựng một phương pháp chẩn đoán hư hỏng cho các kết cấu tấm dưới nhiều điều kiện biên khác nhau, đồng thời cải tiến cách xấp xỉ năng lượng biến dạng phần tử bằng cách sử dụng phần tử đẳng tham số chín nút nhằm tăng độ chính xác và loại bỏ ảnh hưởng của điều kiện biên. Một đóng góp quan trọng khác là việc đề xuất phương pháp chẩn đoán sử dụng dữ liệu dao động cục bộ, giúp giảm thiểu dữ liệu đầu vào mà vẫn duy trì độ chính xác cao. Nghiên cứu cũng cải tiến tiêu chí lựa chọn các dạng dao động để xác định các dạng mang lại kết quả định vị hư hỏng tốt nhất, thay vì lựa chọn ngẫu nhiên. Đặc biệt, quy trình chẩn đoán hư hỏng hai bước được tinh chỉnh để định vị và định lượng hư hỏng. Bước đầu tiên xác định các phần tử bị hư hỏng bằng cách sử dụng năng lượng biến dạng modal và tính toán phần tử chín nút, chỉ dựa trên các thành phần chuyển vị đứng. Bước thứ hai tiếp tục tinh chỉnh định lượng hư hỏng thông qua thuật toán di truyền lặp, loại bỏ hiệu quả các phần tử được cảnh báo sai. Những cải tiến này được kiểm chứng trên các tấm sàn bê tông cốt thép chịu tải trọng, minh chứng cho tính ứng dụng thực tiễn của các phương pháp đề xuất, mang lại giá trị to lớn trong việc nâng cao an toàn và độ tin cậy khai thác của các công trình dân dụng.