Chẩn Đoán Hư Hỏng Kết Cấu Dầm Bằng Hàm Đáp Ứng Tần Số

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

ABSTRACT

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

1. CHƯƠNG 1: Tầm quan trọng của việc theo dõi và chẩn đoán kết cấu

1.1. Kết cấu dầm và một số dạng hư hỏng thường gặp

1.2. Hàm đáp ứng tần số (Frequency Response Function – FRF)

1.3. Tổng quan về trí tuệ nhân tạo, học máy, mạng nơ-ron nhân tạo

1.4. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

1.4.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.4.2. Nội dung nghiên cứu

1.4.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.4. Tính cần thiết và ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu

1.4.5. Cấu trúc luận văn

1.5. Tình hình nghiên cứu nước ngoài

1.6. Tình hình nghiên cứu tại việt nam

3. CHƯƠNG 3: Phân tích dao động tự do

3.1. Hàm đáp ứng tần số (Frequency Response Function: FRF)

3.2. Hệ số tương quan hàm đáp ứng tần số (Correlation Cofficient of Frequency Response Function: CC of FRF)

3.3. Chỉ số định vị hư hỏng (Frequency Response Function – Based Index: FRFBI)

3.4. Ngưỡng hư hỏng đề xuất

3.5. Phương pháp đánh giá độ chính xác chẩn đoán

3.5.1. Độ chính xác vùng hư hỏng (Chỉ số A)

3.5.2. Độ chính xác vùng không hư hỏng (Chỉ số B)

3.5.3. Độ chính xác tổng thể (Chỉ số C)

3.6. Sử dụng thuật toán mạng nơ-ron nhân tạo (ANNs) để chẩn đoán mức độ hư hỏng từ hàm đáp ứng tần số (FRF)

3.6.1. Định nghĩa của thuật toán Machine learning

3.6.2. Phân nhóm các thuật toán machine learning

3.6.3. Mô hình chung cho các bài toán machine learning

3.6.4. Cấu tạo của một mạng nơ-ron thần kinh nhân tạo

3.6.5. Hàm kích hoạt

3.6.6. Xây dựng mạng nơ-ron nhân tạo (ANNs)

3.7. Quy trình chẩn đoán hư hỏng bằng phương pháp sử dụng hàm đáp tần số dựa trên phân tích dao động kết hợp với thuật toán trí tuệ nhân tạo

3.7.1. Chuẩn bị dữ liệu phân tích dao động

3.7.2. Đánh giá sự xuất hiện hư hỏng

3.7.3. Xác định độ cong hàm đáp ứng tần số

3.7.4. Xác định chỉ số định vị hư hỏng

3.7.5. Chuẩn hóa chỉ số hư hỏng

3.7.6. Chẩn đoán vị trí hư hỏng

3.7.7. Đánh giá kết quả chẩn đoán bằng các chỉ số đánh giá

3.8. Ứng dụng thuật toán trí tuệ nhân tạo để chẩn đoán hư hỏng

3.9. BÀI TOÁN PHÂN TÍCH

3.9.1. Bài toán dầm thép gối tựa đơn giản

3.9.2. Mô hình bài toán

3.9.3. Trường hợp hư hỏng

3.9.4. Thông số mô phỏng

3.9.5. Mô hình trong ANSYS APDL

3.10. Kết quả phân tích dao động

3.10.1. Tần số dao động

3.10.2. Dạng dao động

3.10.3. Kết quả phần tích dao động ứng với từng trường hợp hư hỏng

3.11. Kết quả chẩn đoán hư hỏng bằng phương pháp hàm đáp ứng tần số (FRF)

3.11.1. Hệ số tương quan hàm đáp ứng tần số (CC of FRF)

3.11.2. Chỉ số định vị hư hỏng (FRFBI)

3.11.3. Kết quả chẩn đoán mức độ hư hỏng bằng mạng nơ-ron nhân tạo (ANNs)

3.12. Phân tích và đánh giá kết quả

3.12.1. Độ tin cậy mô hình

3.12.2. Độ chính xác của kết quả chẩn đoán hư hỏng và mức độ hư hỏng

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Giới thiệu về chẩn đoán hư hỏng kết cấu

Việc chẩn đoán hư hỏng kết cấu là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật xây dựng, đặc biệt là trong việc bảo trì và nâng cao độ an toàn cho các công trình. Phương pháp này không chỉ giúp phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng mà còn đánh giá mức độ nghiêm trọng của chúng. Trong luận văn này, phương pháp hàm đáp ứng tần số (FRF) được áp dụng để xác định vị trí và mức độ hư hỏng trong kết cấu dầm. Kết cấu dầm thường gặp phải các dạng hư hỏng như nứt, biến dạng và mất độ cứng, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu tải của nó. Việc phát hiện sớm và chính xác các hư hỏng này là cần thiết để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và kéo dài tuổi thọ công trình.

II. Phương pháp chẩn đoán hư hỏng

Luận văn tập trung vào việc phát triển một phương pháp chẩn đoán hư hỏng kết cấu dầm sử dụng hàm đáp ứng tần số kết hợp với mạng nơ-ron nhân tạo (ANNs). Đầu tiên, việc phân tích dao động tự do của dầm sẽ được thực hiện để xác định hệ số tương quan hàm đáp ứng tần số (CC of FRF). Hệ số này cho phép đánh giá sự xuất hiện của hư hỏng thông qua việc so sánh giữa các tần số dao động của dầm chưa hư hỏng và dầm bị hư hỏng. Tiếp theo, chỉ số định vị hư hỏng (FRFBI) sẽ được tính toán để xác định vị trí cụ thể của hư hỏng. Cuối cùng, thuật toán mạng nơ-ron nhân tạo sẽ được áp dụng để chẩn đoán mức độ hư hỏng dựa trên dữ liệu đầu vào là hàm đáp ứng tần số.

III. Kết quả và phân tích

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp sử dụng hàm đáp ứng tần số kết hợp với ANNs mang lại độ chính xác cao trong việc chẩn đoán vị trí và mức độ hư hỏng trong kết cấu dầm. Cụ thể, các chỉ số đánh giá như A (Độ chính xác vùng hư hỏng), B (Độ chính xác vùng không hư hỏng) và C (Độ chính xác tổng thể) đều đạt được kết quả khả quan. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ hiện đại trong chẩn đoán hư hỏng kết cấu không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn nâng cao hiệu quả công tác bảo trì. Các ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này có thể được triển khai trong các công trình xây dựng lớn, nơi mà sự an toàn và độ bền của kết cấu là ưu tiên hàng đầu.

IV. Kết luận và kiến nghị

Luận văn khẳng định tầm quan trọng của việc chẩn đoán hư hỏng kết cấu thông qua phương pháp hàm đáp ứng tần số. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như ANNs có thể cải thiện đáng kể độ chính xác trong việc phát hiện và đánh giá hư hỏng. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn để hoàn thiện mô hình và mở rộng ứng dụng cho nhiều loại kết cấu khác nhau. Khuyến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo là nên kết hợp thêm các phương pháp phân tích khác để tăng cường độ chính xác và hiệu quả của quy trình chẩn đoán.

Luận Văn Thạc Sĩ Về Chẩn Đoán Hư Hỏng Trong Kết Cấu Dầm Sử Dụng Hàm Đáp Ứng Tần Số