I. Giới thiệu
Trong bối cảnh hiện đại, việc sử dụng kết cấu nhôm trong xây dựng ngày càng phổ biến nhờ vào những ưu điểm vượt trội như trọng lượng nhẹ, khả năng chịu lực tốt và tính linh hoạt cao. Tuy nhiên, vết nứt trong kết cấu nhôm có thể gây ra những rủi ro nghiêm trọng về an toàn và độ bền. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển phương pháp chẩn đoán vết nứt bằng cách sử dụng đáp ứng trở kháng và mạng nơ-ron tích chập. Phương pháp này không chỉ giúp phát hiện các hư hỏng mà còn xác định vị trí và mức độ hư hỏng của vật liệu nhôm một cách chính xác và hiệu quả.
1.1 Tính cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn
Tính cấp thiết của nghiên cứu này xuất phát từ sự gia tăng sử dụng kết cấu nhôm trong các công trình xây dựng lớn. Việc phát hiện sớm các vết nứt có thể giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn và bảo đảm an toàn cho người sử dụng. Phương pháp chẩn đoán bằng mạng nơ-ron không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn nâng cao hiệu quả trong việc duy trì và bảo trì các công trình xây dựng. Việc áp dụng công nghệ AI và mạng nơ-ron vào lĩnh vực này là một bước tiến quan trọng, mở ra nhiều cơ hội trong việc phát triển các giải pháp giám sát và đánh giá sức khỏe của kết cấu nhôm.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phần mềm ANSYS APDL 19.2 để mô phỏng các mẫu dầm nhôm và tấm tròn nhôm. Các thí nghiệm được thực hiện bao gồm giai đoạn không hư hỏng và giai đoạn có hư hỏng, nhằm ghi nhận tín hiệu đáp ứng trở kháng. Dữ liệu thu thập được sẽ được so sánh với các kết quả thực nghiệm đã được công bố để xác minh tính chính xác của phương pháp mô phỏng. Sau đó, mạng nơ-ron tích chập sẽ được áp dụng để chẩn đoán mức độ hư hỏng và xác định vị trí của vết nứt. Phương pháp này không chỉ giúp phát hiện sớm các vết nứt mà còn cung cấp thông tin chi tiết về mức độ hư hỏng của kết cấu nhôm.
2.1 Mô phỏng và thu thập dữ liệu
Mô phỏng được thực hiện trên các mẫu dầm nhôm và tấm tròn nhôm với các thông số kỹ thuật cụ thể. Tín hiệu đáp ứng trở kháng được ghi nhận và phân tích để xác định các đặc điểm của vết nứt. Việc so sánh dữ liệu thu thập được với các nghiên cứu trước đó giúp đánh giá độ tin cậy của phương pháp mô phỏng. Kết quả cho thấy rằng phương pháp này có khả năng phát hiện và đánh giá hư hỏng một cách hiệu quả, đồng thời mở ra hướng đi mới cho việc áp dụng công nghệ AI trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng phương pháp chẩn đoán bằng mạng nơ-ron tích chập có thể phát hiện chính xác các vết nứt trong kết cấu nhôm. Các chỉ số đánh giá hư hỏng được xác định dựa trên tín hiệu đáp ứng trở kháng cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu không bị hư hỏng và có hư hỏng. Điều này khẳng định tính khả thi của việc sử dụng công nghệ AI trong việc giám sát và bảo trì các công trình xây dựng. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện an toàn mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa trong dài hạn.
3.1 Ứng dụng thực tiễn
Phương pháp chẩn đoán vết nứt trong kết cấu nhôm có thể được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xây dựng, bảo trì cầu đường và các công trình công nghiệp. Việc áp dụng công nghệ AI trong giám sát sức khỏe kết cấu không chỉ giúp phát hiện sớm các vấn đề mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và sửa chữa, từ đó nâng cao độ bền và an toàn cho các công trình. Công nghệ này cũng có thể được mở rộng để áp dụng cho các loại vật liệu khác trong xây dựng, tạo ra cơ hội mới cho ngành công nghiệp xây dựng.
