Luận án Tiến sĩ Kĩ thuật: Chẩn đoán dầm cầu bằng phương pháp phân tích dao động trên mô hình số hoá kết cấu được cập nhật sử dụng thuật toán tối ưu hoá bầy đàn kết hợp mạng nơ ron nhân tạo

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là nghiên cứu bài toán chẩn đoán hư hỏng của kết cấu dựa trên các đặc trưng dao động. Đề xuất thuật toán kết hợp mạng nơ ron nhân tạo (Artificial Neural Network – ANN) và thuật toán tối ưu hóa bầy đàn (PSO) cập nhật mô hình số hóa kết cấu theo các đặc trưng động học để cập nhật chính xác mô hình kết cấu áp dụng cho bài toán chẩn đoán kết cấu. Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kĩ thuật: Chẩn đoán dầm cầu bằng phương pháp phân tích dao động trên mô hình số hoá kết cấu được cập nhật sử dụng thuật toán tối ưu hoá bầy đàn kết hợp mạng nơ ron nhân tạo BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ---------------------- HỒ KHẮC HẠNH CHẨN ĐOÁN DẦM CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG TRÊN MÔ HÌNH SỐ HOÁ KẾT CẤU ĐƯỢC CẬP NHẬT SỬ DỤNG THUẬT TOÁN TỐI ƯU HOÁ BẦY ĐÀN KẾT HỢP MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ---------------------- HỒ KHẮC HẠNH CHẨN ĐOÁN DẦM CẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG TRÊN MÔ HÌNH SỐ HOÁ KẾT CẤU ĐƯỢC CẬP NHẬT SỬ DỤNG THUẬT TOÁN TỐI ƯU HOÁ BẦY ĐÀN KẾT HỢP MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cầu - Hầm Mã số : 9580205 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Bùi Tiến Thành 2. PGS.TS. Ngô Văn Minh HÀ NỘI – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2021 Tác giả Hồ Khắc Hạnh MỤC LỤC MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề nghiên cứu .............................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 4 3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 5 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 5 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 5 6. Nội dung của luận án ................................................................................................ 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT SỨC KHỎE KẾT CẤU CÔNG TRÌNH DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP ĐO NHẬN DẠNG DAO ĐỘNG................8 1.1. Tổng quan về giám sát sức khỏe kết cấu công trình dựa vào kết quả đo các đặc trưng dao động ................................................................................................................. 8 1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về giám sát sức khỏe kết cấu công trình dựa trên phương pháp đo nhận dạng dao động .................................................................... 11 1.3. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam về giám sát sức khỏe kết cấu công trình dựa trên phương pháp đo nhận dạng dao động ............................................................................ 16 Kết luận Chương 1......................................................................................................... 18 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG KẾT CẤU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO DAO ĐỘNG NGẪU NHIÊN ...19 2.1. Cơ sở lý thuyết về dao động kết cấu ....................................................................... 19 2.2. Các phương pháp chẩn đoán hư hỏng kết cấu dựa trên dao động .......................... 23 2.2.1. Phương pháp dựa trên sự thay đổi của tần số dao động riêng ..................23 2.2.2. Phương pháp dựa vào sự thay đổi của hình dạng dao động ......................25 2.2.3. Phương pháp dựa trên hàm đáp ứng tần số ...............................................34 2.3. Chẩn đoán hư hỏng kết cấu dựa trên kết quả đo nhận dạng dao động sử dụng thuật toán bầy đàn PSO .......................................................................................................... 37 2.4. Chẩn đoán hư hỏng kết cấu dựa trên kết quả đo nhận dạng dao động sử dụng mạng nơ ron nhân tạo. ............................................................................................................. 40 2.5. Chẩn đoán hư hỏng kết cấu dựa trên kết quả đo nhận dạng dao động sử dụng thuật toán kết hợp PSO-ANN. ................................................................................................ 44 Kết luận Chương 2......................................................................................................... 52 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PSO KẾT HỢP VỚI ANN ĐỂ CHẨN ĐOÁN CÁC HƯ HỎNG CHO MÔ HÌNH SỐ .......................................................................................53 3.1. Cầu dầm giản đơn ................................................................................................... 53 3.1.1. Trường hợp hư hỏng tại một phần tử ........................................................56 3.1.2. Trường hợp hư hỏng tại nhiều phần tử .....................................................59 3.2. Tấm composite ........................................................................................................ 61 3.2.1. Trường hợp hư hỏng tại một phần tử ........................................................64 3.2.2. Trường hợp hư hỏng tại nhiều phần tử .....................................................6 ...