CHƯƠNG 1. Vai trò của chẩn đoán hư hỏng kết cấu. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Phân tích tính hiệu quả khi áp dụng vào bài toán thực tế. Cấu trúc luận văn.
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU. Tình hình nghiên cứu nước ngoài. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam .16 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Hệ thống chẩn đoán sức khỏe kết cấu (SHM).
Phương pháp trở kháng. Vật liệu áp điện, PZT và hệ phương trình tương thích. Đáp ứng trở kháng cơ-điện. Nguyên lý hoạt động của phương pháp trở kháng.
Các chỉ số đánh giá hư hỏng bằng phương pháp trở kháng. Chỉ số CC (Correlation Coefficcient). Chỉ số CCD (Correlation Coefficcient Deviation). Chỉ số RMSD (Root Mean Square Deviation).
Chỉ số MAPD (Mean Absolute Percentage Deviation). Định vị hư hỏng bằng chỉ số chuẩn hóa. Ứng dụng phần mềm ANSYS. Phần tử bê tông.
Phần tử cốt thép. Phần tử FRP, keo Epoxy và đệm thép. Phần tử PZT. Phần tử nhôm.
Liên kết giữa các thành phần .32 CHƯƠNG 4: CÁC BÀI TOÁN ỨNG DỤNG. Bài toán 1: Tấm tròn nhôm điều kiện biên tự do. Mô hình bài toán. Kết quả mô phỏng.
Đánh giá hư hỏng trong tấm nhôm bằng 4 chỉ số CC, CCD, RMSD, MAPD. Bài toán 2: Dầm BTCT có gia cường FRP. Mô hình bài toán. Bài toán gia tải trong dầm BTCT có gia cường FRP.
Bài toán khảo sát tín hiệu trở kháng trong dầm BTCT có gia cường tấm FRP ở các trạng thái hư hỏng tách lớp keo Epoxy. Đánh giá hư hỏng tách lớp trong dầm BTCT có gia cường FRP bằng 4 chỉ số. Xác định miền tần số nhạy cảm. Định vị hư hỏng tách lớp trong dầm BTCT gia cường FRP bằng 4 chỉ số.
So sánh việc lấy tín hiệu năm PZT đồng thời và lần lượt từng PZT. 106 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 118 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG.
122 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Gia cố sàn bằng tấm FRP .2 Gia cố dầm bằng tấm FRP .3 Gia cố cột bằng tấm FRP .4 Hư hỏng nứt dầm BTCT gia cường FRP .5 FRP và dầm BTCT tách rời nhau .1 Sơ đồ hoạt động của phương pháp trở kháng cơ-điện [1] .2 Thí nghiệm phương pháp trở kháng cơ-điện trên tấm nhôm [4] .3 Mô hình có xét đến độ cứng của liên kết giữa PZT và kết cấu[5] .4 Mô hình thí nghiệm dầm BTCT có gia cường FRP[6] .5 Mô hình thí nghiệm chẩn đoán tách lớp trong mẫu dầm BTCT có gia cường FRP bằng phương pháp trở kháng [7] .6 Một số hình ảnh thí nghiệm dầm [8] .7 Thí nghiệm phát hiện hư hỏng trong kết cấu dạng dầm [10] .8 Thí nghiệm phát hiện sự trượt trong kết cấu liên hợp thép-bê tông [12] .9 Thí nghiệm phát hiện vết nứt trong dầm BTCT gia cường FRP .10 Thí nghiệm trên dầm BTCT có gia cường AFRP [16] .11 Thí nghiệm xác định khả năng kháng cắt của dầm BTCT .12 Thí nghiệm xác định khả năng kháng cắt của dầm BTCT .1 Mô hình của việc sử dụng SHM cho một công trình đường hầm [25] .2 Sử dụng SHM cho một công trình cầu Harbin Songhua ở Trung Quốc [26] .3 Nguyên tắc hoạt động của hiệu ứng áp điện thuận – nghịch.4 Một số hình dạng của PZT .5 Mối quan hệ giữa trở kháng cơ và trở kháng điện [4] .6 Phần tử SOLID65 trong ANSYS .7 Phần tử Link180 trong ANSYS .8 Phần tử SOLID185 cấu trúc đồng nhất trong ANSYS .9 Phần tử SOLID185 cấu trúc lớp trong ANSYS .10 Phần tử SOLID5 trong ANSYS .11 Phần tử SOLID45 trong ANSYS .12 Liên kết giữa các phần tử trong ANSYS .1 Mô hình thí nghiệm tấm tròn nhôm gắn PZT [28] .2 Mô hình 3D tấm tròn nhôm trong ANSYS .3 Đáp ứng trở kháng của trường hợp N0 .4 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0.5 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N1 .6 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N2 .7 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N3 .8 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N4 .9 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 đến N4 .10 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0.11 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N1 .12 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N2 .13 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N3 .14 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N4 .15 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 đến N4 .16 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0.17 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N1 .18 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N2 .19 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N3 .20 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 và N4 .21 Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình thí nghiệm N0 đến N4 .22 Chỉ số CC .23 Chỉ số CCD .24 Chỉ số RMSD .25 Chỉ số MAPD .26 Mô hình bài toán dầm BTCT có gia cường tấm FRP bài toán tỉnh [31] 54 Hình 4.27 Vị trí các cảm biến PZT .28 Đường cong ứng suất – biến dạng nén dọc trục của bê tông [29] .29 Biểu đồ ứng suất chảy dẻo của thép .30 Mô hình phần tử hữu hạn dầm BTCT có gia cường tấm FRP .31 Biểu đồ quan hệ lực-chuyển vị dầm BTCT gia cường FRP mô phỏng .32 Biểu đồ quan hệ lực-chuyển vị dầm BTCT gia cường FRP .33 Ứng suất cắt tại bước tải P=29 kN trường hợp T1.34 Tách lớp keo Epoxy trường hợp T1.35 Ứng suất cắt tại bước tải P=35kN trường hợp T2.36 Tách lớp keo Epoxy trường hợp T2.37 Ứng suất cắt tại bước tải P=38kN trường hợp T3.38 Tách lớp keo Epoxy trường hợp T3.39 Tín hiệu trở kháng PZT1 trong miền tần số 10-100 kHz .40 Tín hiệu trở kháng PZT1’ trong miền tần số 10-100 kHz .41 Tín hiệu trở kháng PZT2 trong miền tần số 10-100 kHz .42 Tín hiệu trở kháng PZT2’ trong miền tần số 10-100 kHz .43 Tín hiệu trở kháng PZT3 trong miền tần số 10-100 kHz .44 Tín hiệu trở kháng PZT1 trong miền tần số 10-100 kHz .45 Tín hiệu trở kháng PZT1’ trong miền tần số 10-100 kHz .46 Tín hiệu trở kháng PZT2 trong miền tần số 10-100 kHz .47 Tín hiệu trở kháng PZT2’ trong miền tần số 10-100 kHz .48 Tín hiệu trở kháng PZT3 trong miền tần số 10-100 kHz .49 Tín hiệu trở kháng PZT1 trong miền tần số 10-100 kHz .50 Tín hiệu trở kháng PZT1’ trong miền tần số 10-100 kHz .51 Tín hiệu trở kháng PZT2 trong miền tần số 10-100 kHz .52 Tín hiệu trở kháng PZT2’ trong miền tần số 10-100 kHz .53 Tín hiệu trở kháng PZT3 trong miền tần số 10-100 kHz .54 Tín hiệu trở kháng PZT1 trong miền tần số 10-100 kHz .55 Tín hiệu trở kháng PZT1’ trong miền tần số 10-100 kHz .56 Tín hiệu trở kháng PZT2 trong miền tần số 10-100 kHz .57 Tín hiệu trở kháng PZT2’ trong miền tần số 10-100 kHz .58 Tín hiệu trở kháng PZT3 trong miền tần số 10-100 kHz .59 Tín hiệu trở kháng PZT1 trong miền tần số 10-100 kHz .60 Tín hiệu trở kháng PZT1’ trong miền tần số 10-100 kHz .61 Tín hiệu trở kháng PZT2 trong miền tần số 10-100 kHz .62 Tín hiệu trở kháng PZT2’ trong miền tần số 10-100 kHz .63 Tín hiệu trở kháng PZT3’ trong miền tần số 10-100 kHz .64 Chỉ số CC PZT1 .65 Chỉ số CCD PZT1 .66 Chỉ số RMSD PZT1 .67 Chỉ số MAPD PZT1 .68 Chỉ số CC PZT1’ .69 Chỉ số CCD PZT1’ .70 Chỉ số RMSD PZT1’.71 Chỉ số MAPD PZT1’ .72 Chỉ số CC PZT2 .73 Chỉ số CCD PZT2 .74 Chỉ số RMSD PZT2 .75 Chỉ số MAPD PZT2 .76 Chỉ số CC PZT2’ .77 Chỉ số CCD PZT2’ .78 Chỉ số RMSD PZT2’.79 Chỉ số MAPD PZT2’ .80 Chỉ số CC PZT3 .81 Chỉ số CCD PZT3 .82 Chỉ số RMSD PZT3 .83 Chỉ số MAPD PZT3 .84 Giá trị các chỉ số PZT1 miền tần số 10-100 kHz .85 Giá trị các chỉ số PZT1’ miền tần số 10-100 kHz.86 Giá trị các chỉ số PZT2 miền tần số 10-100 kHz .87 Giá trị các chỉ số PZT2’ miền tần số 10-100 kHz.88 Giá trị các chỉ số PZT3 miền tần số 10-100 kHz .89 Chỉ số CC chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T1 .90 Chỉ số CC chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T2 .91 Chỉ số CC chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T3 .92 Chỉ số CCD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T1 .93 Chỉ số CCD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T2 .94 Chỉ số CCD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T3 .95 Chỉ số RMSD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T1 .96 Chỉ số RMSD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T2 .97 Chỉ số RMSD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T3 .98 Chỉ số CCD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T1 .99 Chỉ số CCD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T2 .100 Chỉ số CCD chuẩn hóa trường hợp hư hỏng T3 .101 Tín hiệu trở kháng PZT1 trong miền tần số 10-100 kHz .102 Tín hiệu trở kháng PZT1’ trong miền tần số 10-100 kHz .103 Tín hiệu trở kháng PZT2 trong miền tần số 10-100 kHz .104 Tín hiệu trở kháng PZT2’ trong miền tần số 10-100 kHz .105 Tín hiệu trở kháng PZT3 trong miền tần số 10-100 kHz .106 Tín hiệu trở kháng PZT1 trong cách lấy tín hiệu trở kháng .107 Tín hiệu trở kháng PZT1’ trong cách lấy tín hiệu trở kháng .108 Tín hiệu trở kháng PZT2 trong cách lấy tín hiệu trở kháng .109 Tín hiệu trở kháng PZT2’ trong cách lấy tín hiệu trở kháng .110 Tín hiệu trở kháng PZT3 trong cách lấy tín hiệu trở kháng. 114 xiii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4. Thông số vật liệu nhôm. Thông số vật liệu PZT.
Các trường hợp hư hỏng tấm nhôm được khảo sát. Thông số mô hình tấm tròn nhôm trong ANSYS. So sánh tần số đỉnh trở kháng mô phỏng và thực nghiệm. Tổng hợp các chỉ số đánh giá trong miền tần số từ 11-40 kHz.
Tổng hợp các chỉ số đánh giá trong miền tần số từ 11-150 kHz. Tổng hợp các chỉ số đánh giá trong miền tần số từ 300-450 kHz. Các chỉ số đánh giá trong miền tần số từ 11-40 kHz thí nghiệm [28]. Các chỉ số đánh giá trong miền tần số từ 11-150 kHz thí nghiệm [28].
Các chỉ số đánh giá trong miền tần số từ 300-450 kHz thí nghiệm [28] .
