Tên luận án:
PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HIỆU TRONG CHẨN ĐOÁN VẾT NỨT KẾT CẤU HỆ THANH
Ngành:
Cơ kỹ thuật
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung vào việc phát triển và ứng dụng các phương pháp xử lý tín hiệu hiện đại, đặc biệt là phân tích phổ trong miền tần số và phân tích wavelet trong miền thời gian-tần số, nhằm giải quyết bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình, cụ thể là phát hiện vết nứt trong kết cấu hệ thanh. Luận án nghiên cứu ảnh hưởng của vết nứt đến các đặc trưng động lực học của kết cấu và ứng dụng các phương pháp xử lý tín hiệu dao động để phát hiện những thay đổi nhỏ này.
Các đóng góp chính của luận án bao gồm:
- Đề xuất và ứng dụng phương pháp phổ wavelet để phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột, xác định được sự tồn tại và thời điểm xuất hiện vết nứt.
- Đề xuất và ứng dụng phân tích wavelet để phát hiện vết nứt dựa trên ảnh hưởng đồng thời của vết nứt và khối lượng tập trung. Phương pháp này cho thấy sự thay đổi tần số riêng rõ ràng hơn, giúp xác định vị trí vết nứt hiệu quả.
- Đề xuất một phương pháp mới sử dụng "phân bố chỉ số độ cứng phần tử" để phát hiện vết nứt. Phương pháp này tính toán phân bố chỉ số độ cứng trực tiếp từ tín hiệu dao động, khắc phục sai số khi tính ma trận độ cứng thông qua dạng riêng như các phương pháp truyền thống.
Các phương pháp đề xuất đã được kiểm chứng bằng mô phỏng số và hai thí nghiệm thực hiện tại Phòng thí nghiệm Công trình, Viện Cơ học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Kết quả cho thấy tính phù hợp tốt giữa mô phỏng và thực nghiệm. Luận án cũng chỉ ra tiềm năng ứng dụng của các phương pháp này cho chẩn đoán kỹ thuật công trình, đồng thời đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo cho các kết cấu phức tạp hơn, hình dạng không đối xứng và tiết diện thay đổi.
Mục lục chi tiết:
-
MỞ ĐẦU
- Mục tiêu của luận án
- Phương pháp nghiên cứu
- Những đóng góp của luận án
- Cấu trúc của luận án
-
Chương 1: Tổng quan
- 1.1. Bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình
- 1.2. Các phương pháp phát hiện hư hỏng của kết cấu dựa trên tham số động lực học của kết cấu
- 1.3. Phương pháp phân tích wavelet nhằm phát hiện hư hỏng của kết cấu
- Phạm vi nghiên cứu của luận án
-
Chương 2: Động lực học kết cấu dầm có vết nứt
- 2.2. Mô hình phần tử hữu hạn cho dầm 2D và 3D chứa vết nứt
- 2.2.1. Dầm 2D chứa vết nứt
- 2.2.2. Dầm 3D chứa vết nứt
- 2.3. Phương trình dao động của kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn
- 2.4. Kết luận
-
Chương 3: Các phương pháp xử lý tín hiệu dao động phục vụ chẩn đoán kỹ thuật
- 3.1. Phương pháp phân tích wavelet
- 3.2. Phương pháp phân bố độ cứng phần tử trong miền tần số
- 3.3. Kết luận
-
Chương 4: Ứng dụng các phương pháp xử lý tín hiệu dao động trong một số bài toán chẩn đoán kỹ thuật
- 4.1. Bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu dầm xảy ra trong quá trình động đất bằng phương pháp phân tích phổ wavelet
- 4.1.1. Dao động của dầm có vết nứt dưới tác động của động đất
- 4.1.2. Phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột bằng phân tích phổ wavelet từ tín hiệu mô phỏng số
- 4.1.3. Kết luận
- 4.2. Bài toán phát hiện vết nứt của dầm kép mang khối lượng tập trung bằng phương pháp phân tích wavelet
- 4.2.2. Ảnh hưởng của khối lượng tập trung đến dao động tự do của hệ dầm kép nguyên vẹn
- 4.2.3. Ảnh hưởng của khối lượng tập trung đến tần số tự nhiên của hệ dầm kép chứa vết nứt
- 4.2.4. Kết luận
- 4.3. Bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu bằng phương pháp phân bố độ cứng phần tử
- 4.3.1. Phát hiện vết nứt của dầm
- 4.3.2. Phát hiện vết nứt của khung
- 4.3.3. Phát hiện vết nứt của giàn cao tầng
- 4.3.4. Kết luận
- 4.4. Kết luận
-
Chương 5: Thực nghiệm kiểm chứng
- 5.1. Phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột của dầm bằng phương pháp wavelet
- 5.2. Phát hiện vết nứt của giàn bằng phương pháp phân bố độ cứng phần tử
- 5.3. Kết luận
-
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- 1. Kết luận của luận án
- 2. Phạm vi áp dụng của luận án và công việc cần tiếp tục thực hiện trong tương lai