Khảo sát một số đặc trưng phổ tín hiệu dao động nhằm chẩn đoán hư hỏng

Việc lựa chọn các thông số trích xuất từ đáp ứng của cấu trúc để theo dõi nhằm giám sát tình trạng của cấu trúc là bài toán quan trọng thu hút nhiều sự quan tâm của các kỹ sư, nhà nghiên cứu và quản lý công trình xây dựng. Bài viết trình bày mô hình lý thuyết để tính phổ dao động của của mô hình cơ hệ liên tục điển hình là cấu trúc dầm chịu tác dụng của nguồn kích thích ngẫu nhiên di động.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát một số đặc trưng phổ tín hiệu dao động nhằm chẩn đoán hư hỏng Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ nhất về Động lực học và Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr. 304-309, DOI 10.15625/vap.2019000294 Khảo sát một số đặc trưng phổ tín hiệu dao động nhằm chẩn đoán hư hỏng Phạm Bảo Toàn1,*, Ngô Kiều Nhi1 1 PTN Cơ học Ứng dụng, Khoa Khoa học Ứng dụng, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh E-mail: baotoanbk@hcmut.edu.vn Tóm tắt ứng xử) [1]. Do những hạn chế trên, hướng nghiên cứu có Việc lựa chọn các thông số trích xuất từ đáp ứng của cấu trúc để cấu trúc chỉ có thể giải quyết được những vấn đề cụ thể. theo dõi nhằm giám sát tình trạng của cấu trúc là bài toán quan Hướng phi cấu trúc không quan tâm một cách chi tiết trọng thu hút nhiều sự quan tâm của các kỹ sư, nhà nghiên cứu về đặc điểm từng loại khuyết tật mà chỉ dựa vào sự thay và quản lý công trình xây dựng. Bài báo trình bày mô hình lý thuyết để tính phổ dao động của của mô hình cơ hệ liên tục điển đổi đáp ứng của cơ hệ để chẩn đoán và dự báo khuyết tật. hình là cấu trúc dầm chịu tác dụng của nguồn kích thích ngẫu Sử dụng những thông tin chứa đựng trong đáp ứng dao nhiên di động. Từ đó khảo sát sự thay đổi của một số đặc trưng động của cơ hệ để xây dựng phương pháp mô hình sự suy của phổ dao động theo sự suy yếu của cấu trúc nhằm lựa chọn giảm khả năng chịu lực của cơ hệ như điều kiện biên những thông số nhạy để phát hiện khuyết tật... (kích thước, vị trí vết nứt…), đặc trưng hình học (tiết diện mặt cắt…) hoặc các thuộc tính cơ học của vật liệu (mô Từ khóa: dầm, tải di động, dao động ngẫu nhiên, phổ. đun đàn hồi, giảm chấn…). Do đó các phương pháp theo hướng tiếp cận này còn được gọi nhận dạng khuyết tật 1. Mở đầu bằng dao động. Ưu diểm của các hướng phi cấu trúc là sự Bài toán xác định và dự đoán các sự cố hư hỏng đơn giản và khả năng áp dụng với các kết cấu thực bởi vì trong cấu trúc phổ biến như dầm, tấm và khung đã thu hút không quan tâm chi tiết từng loại khuyết tật mà chỉ cần nhiều sự quan tâm của các kỹ sư, nhà nghiên cứu và quản xác định ảnh hưởng của khuyết tật lên mức độ chịu lực lý công trình xây dựng. Các công trình nghiên cứu về (độ cứng) của cơ hệ để xác định và đánh giá khuyết tật. nhận dạng hư hỏng (khuyết tật) về cơ bản được phân Những đáp ứng của cấu trúc thường được sử dụng trong thành 2 hướng chính là cấu trúc và phi cấu trúc. bài toán phi cấu trúc là tín hiệu dao động như gia tốc [2], Hướng cấu trúc nghiên cứu những tính chất đặc biệt biến dạng [3] hay chuyển vị [4]… Mỗi loại đáp ứng cung của từng loại khuyết tật để xây dựng mô hình lý thuyết cấp những thông tin cơ bản liên quan đến những tính chất nhằm xác định và dự đoán quá trình hư hỏng. Trong khác nhau của hệ cơ học như dữ liệu tần số, hàm dạng hướng cấu trúc, các khuyết tật được nhận dạng dựa trên riêng, và hệ số giảm chấn. sự thay đổi ứng xử của cơ hệ so với ứng xử của mô hình Tần số riêng là tính chất riêng của một cơ hệ được cơ hệ đã được thiết lập. Các phương pháp tiếp cận theo xác định bởi các thông số vật lý như độ cứng và khối hướng cấu trúc về cơ bản là một quy trình tối ưu, trong lượng. Tần số riêng là một chỉ số về mặt lý thuyết nhạy đó các thông số vật lý của mô hình toán học được hiệu với khuyết tật. Trong các đặc trưng động lực học thì tần chỉnh và cập nhật bằng các dữ liệu đo lường dao động từ số riêng được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng ngoài do là đáp ứng của cơ hệ. Tuy nhiên, nếu các loại khuyết tật cụ thông số tốt nhất để đánh giá độ cứng tổng thể của cơ hệ thể chưa được khảo sát hay kết cấu chịu cùng lúc nhiều còn vì dễ dàng thu được từ bất kỳ dạng tín hiệu nào (dao khuyết tật khác nhau sẽ làm bài toán trở nên khó khăn và động riêng, dao động cưỡng bức, dao động ngẫu nhiên) phức tạp. Khó khăn ở đây là các thông số vật lý thu được tại một vị trí bất kỳ trên cấu trúc [1]. Việc khảo sát tần số từ quá trình cập nhật có thể không phản ánh được hư riêng của cấu trúc trong tình trạng hiện tại và ban đầu có hỏng thực tế mặc dù ứng xử của mô hình phù hợp với dữ thể cho ta xác định sự hiện diện của khuyết tật. Tuy nhiên liệu đo. Chính sự phức tạp này sẽ làm cho nhiều kết quả nó không phải là thông số nhạy với khuyết tật khi áp không phù hợp khi theo dõi tình trạng khuyết tật của kết dụng vào cấu trúc thực vì tần số riêng còn nhạy với các cấu. Nguyên nhân chính là do sự khác biệt về kích thước tác động của môi trường (nhiệt độ, độ ẩm…). Nhiều hình học, vị trí, mức độ… giữa các loại khuyết tật khác nghiên cứu [5] đều cho rằng tần số riêng là thông số kém nhau. Khuyết tật có thể hoặc không thể xuất hiện đồng nhạy mặc dù được kết hợp với nhiều công cụ toán học thời và có thể xuất hiện phụ thuộc lẫn nhau (nghĩa là nhưng vẫn không cho kết quả khả quan. Tác giả Salawu nhiều dấu hiệu khuyết tật khác nhau lại cho cùng kết quả [6] đã tiến hành đo đạc tình trạng của một cầu bê tông ...