Luận văn thạc sĩ: Mô hình phần tử hữu hạn theo dõi và đánh giá hư hỏng liên kết bulông

Luận văn thạc sĩ trình bày mô hình phần tử hữu hạn sử dụng trở kháng để theo dõi và đánh giá hư hỏng của liên kết bulông trong kỹ thuật xây dựng.

• Tác giả: Ngô Thanh Mộng
• Người hướng dẫn: TS. Hồ Đức Duy
• Trường học: Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp
• Đề tài: Mô Hình Phần Tử Hữu Hạn Theo Dõi Hư Hỏng Liên Kết Bulông Trong Kỹ Thuật Xây Dựng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY
• 2.2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRỞ KHÁNG NGOÀI NƯỚC
• 2.3. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU HƯ HỎNG LIÊN KẾT BULÔNG
• 2.4. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRỞ KHÁNG TRONG NƯỚC
• 2.5. SỰ THUẬN LỢI CỦA PHƯƠNG PHÁP TRỞ KHÁNG
• 2.6. HẠN CHẾ VÀ THÁCH THỨC HIỆN TẠI CỦA PHƯƠNG PHÁP TRỞ KHÁNG
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP TRỞ KHÁNG
• 3.3. HOẠT ĐỘNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TRỞ KHÁNG
• 3.4. VẬT LIỆU ÁP ĐIỆN
• 3.5. THAM SỐ TRONG PHƯƠNG PHÁP TRỞ KHÁNG
• 3.5.1. DIỆN TÍCH CẢM BIẾN CỤC BỘ
• 3.5.2. PHẠM VI TẦN SỐ
• 3.6. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HƯ HỎNG
• 3.7. CẤU HÌNH CHO VIỆC THU THẬP DỮ LIỆU
• 3.8. CÁCH LẤY TÍN HIỆU TRỞ KHÁNG TỪ PHẦN MỀM COMSOL
• 3.9. QUAN HỆ GIỮA MOMEN XOẮN VÀ LỰC KÉO TRONG BULÔNG
• 4. CHƯƠNG 4: CÁC VÍ DỤ
• 4.2. MÔ HÌNH DẦM ĐƠN GIẢN KHÔNG HƯ HỎNG
• 4.3. MÔ HÌNH DẦM BẰNG NHÔM CÓ VẾT NỨT
• 4.4. MÔ HÌNH TẤM TRÒN BẰNG NHÔM VỚI KHOẢNG CÁCH VẾT NỨT THAY ĐỔI
• 4.5. MÔ HÌNH LIÊN KẾT BULÔNG TRONG CHI TIẾT NỐI CỘT THÉP
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng, việc đảm bảo an toàn và độ bền cho các kết cấu là cực kỳ quan trọng. Mô hình phần tử hữu hạn được sử dụng để phân tích và theo dõi tình trạng của các liên kết bulông, một phần không thể thiếu trong các công trình xây dựng. Việc theo dõi hư hỏng bulông không chỉ giúp phát hiện sớm các vấn đề mà còn hỗ trợ trong việc đánh giá độ bền của kết cấu. Nghiên cứu này nhằm mục đích mô phỏng và phân tích các mẫu dầm nhôm, so sánh tín hiệu trở kháng giữa mô phỏng và thực nghiệm, từ đó xác định được mức độ hư hỏng của liên kết bulông.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là phát triển một mô hình phần tử hữu hạn để theo dõi và đánh giá hư hỏng của liên kết bulông. Cụ thể, nghiên cứu sẽ tìm hiểu các thay đổi trong tín hiệu trở kháng trước và sau khi có hư hỏng trong liên kết bulông. Từ đó, đánh giá được mức độ hư hỏng và đưa ra các khuyến nghị cho việc bảo trì và sửa chữa trong công trình xây dựng.

II. Cơ sở lý thuyết

Mô hình phần tử hữu hạn là một công cụ mạnh mẽ trong việc phân tích kết cấu. Phương pháp này cho phép mô phỏng các điều kiện thực tế của công trình xây dựng và đánh giá độ an toàn của nó. Trong nghiên cứu này, kỹ thuật xây dựng sẽ được áp dụng để phân tích các mẫu dầm nhôm dưới các điều kiện khác nhau, từ đó xác định được ảnh hưởng của hư hỏng bulông tới tính toàn vẹn của kết cấu. Các tham số trong mô hình sẽ được xác định dựa trên các nghiên cứu trước đây và các tiêu chuẩn hiện hành trong ngành xây dựng.

2.1. Phương pháp theo dõi hư hỏng

Phương pháp theo dõi hư hỏng trong nghiên cứu này sử dụng tín hiệu trở kháng để xác định tình trạng của liên kết bulông. Các thay đổi trong tín hiệu trở kháng sẽ được phân tích để phát hiện các dấu hiệu của hư hỏng. Nghiên cứu sẽ sử dụng phần mềm Comsol 4.0 để mô phỏng các thí nghiệm và so sánh kết quả với dữ liệu thực nghiệm, từ đó đưa ra các kết luận chính xác về mức độ hư hỏng và khả năng phục hồi của các kết cấu.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả từ mô hình phần tử hữu hạn cho thấy sự thay đổi rõ rệt trong tín hiệu trở kháng khi có hư hỏng bulông. Các thí nghiệm thực tế cũng xác nhận rằng mức độ hư hỏng có thể được đánh giá thông qua các chỉ số trở kháng. Việc phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng không chỉ giúp bảo vệ an toàn cho người sử dụng mà còn tiết kiệm chi phí bảo trì cho công trình xây dựng. Các kết quả này có thể áp dụng vào thực tiễn để cải thiện quy trình bảo trì và nâng cao độ bền của các kết cấu.

3.1. Đánh giá độ bền kết cấu

Đánh giá độ bền của liên kết bulông là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho các công trình. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc theo dõi hư hỏng thông qua tín hiệu trở kháng có thể giúp xác định chính xác mức độ an toàn của kết cấu. Các phương pháp hiện tại như kiểm tra không phá hủy (NDE) có thể được kết hợp với mô hình phần tử hữu hạn để nâng cao hiệu quả trong việc phát hiện và đánh giá hư hỏng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thực trạng an toàn kết cấu trong xây dựng hiện đại đang đối mặt với nhiều thách thức nghiêm trọng khi các sự cố sụp đổ công trình diễn ra bất ngờ, điển hình như vụ đổ tháp truyền hình cao 180 m tại Nam Định năm 2012 và cột ăng ten cao 150 m tại Quảng Ninh năm 2013. Báo cáo chuyên ngành của tổ chức Stock Material Testing and Inspection chỉ ra rằng khoảng 77% tổng số hư hỏng kết cấu bắt nguồn từ việc suy giảm khả năng chịu lực tại các vị trí liên kết, tạo điều kiện cho quá trình ăn mòn và nứt gãy phát triển. Trong các công trình kết cấu thép, liên kết bulông đóng vai trò then chốt trong việc tiếp nhận mômen và lực cắt. Khi đai ốc bị nới lỏng, lực ma sát giữa các bản thép tiếp xúc sụt giảm nghiêm trọng, làm suy giảm độ cứng tổng thể và đe dọa sự an toàn của toàn bộ hệ kết cấu.

Trước yêu cầu cấp thiết về việc phát hiện sớm các khiếm khuyết vi mô, đề tài nghiên cứu tập trung xây dựng mô hình phần tử hữu hạn ứng dụng phương pháp trở kháng cơ điện để theo dõi và đánh giá định lượng mức độ hư hại của liên kết bulông. Mục tiêu cốt lõi là thiết lập mối tương quan giữa sự biến thiên tín hiệu trở kháng điện tử của cảm biến áp điện và mức độ suy giảm lực siết thân bulông ở ba cấp độ 10%, 25% và 50%. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh trong khung thời gian từ ngày 14/01/2013 đến ngày 22/11/2013. Kết quả mở ra giải pháp quan trắc sức khỏe công trình trực tuyến với tần số kích thích cao trong dải kilohertz, giúp giảm thiểu 30% đến 40% chi phí bảo trì định kỳ và ngăn ngừa rủi ro thảm họa công trình.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nền tảng lý thuyết của nghiên cứu dựa trên mô hình tương tác cơ điện một chiều giữa tấm vật liệu áp điện Lead Zirconate Titanate và kết cấu chủ do Liang và các cộng sự thiết lập năm 1994. Hiệu ứng áp điện kép đóng vai trò trung tâm: hiệu ứng áp điện thuận chuyển đổi ứng suất cơ học thành điện tích, trong khi hiệu ứng áp điện nghịch tạo ra biến dạng cơ học cục bộ khi có điện trường xoay chiều kích thích. Sự dẫn nạp cơ điện của hệ thống là hàm số phụ thuộc vào độ cứng tĩnh định, hằng số áp điện, môđun đàn hồi của cảm biến cùng với trở kháng cơ học của kết cấu chủ bao gồm các thông số khối lượng, hệ số cản và độ cứng động học.

Khái niệm chính thứ hai là mô hình truyền động lực học trong thân bulông cường độ cao. Mối quan hệ giữa mômen xoắn xiết chặt đặt vào đai ốc và lực kéo căng trước trong thân bulông được mô tả chi tiết thông qua góc nghiêng của ren và hệ số ma sát bề mặt tiếp xúc. Khi liên kết bị nới lỏng, độ cứng tiếp xúc cục bộ suy giảm, làm dịch chuyển tần số cộng hưởng của kết cấu. Để định lượng mức độ biến đổi này, nghiên cứu áp dụng chỉ số thống kê sai lệch căn bậc hai trung bình bình phương (RMSD) nhằm so sánh phổ dẫn nạp thực tế trước và sau khi hư hỏng xuất hiện.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu kết hợp giữa mô phỏng số trên phần mềm phần tử hữu hạn Comsol Multiphysics 4.0 và dữ liệu thực nghiệm kiểm chứng từ các công bố khoa học uy tín. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 4 mẫu dầm nhôm đơn giản chịu dao động trong dải tần số từ 1 kHz đến 30 kHz, 1 mẫu tấm nhôm tròn có vết nứt với bán kính thay đổi khảo sát trong dải 0.5 kHz đến 450 kHz, và 1 mô hình nút nối cột thép hoàn chỉnh liên kết bằng 8 bulông cường độ cao.

Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng nhằm đại diện cho các dạng kết cấu chịu lực điển hình từ đơn giản đến phức tạp trong công trình dân dụng và công nghiệp. Lý do lựa chọn Comsol Multiphysics 4.0 nằm ở khả năng giải quyết bài toán trường liên kết đa vật lý cơ - điện chuẩn xác, hỗ trợ quét dải tần số kích thích cao từ 1 kHz đến 150 kHz mà các phương pháp giải tích truyền thống không thể thực hiện được. Toàn bộ quy trình phân tích được thực hiện liên tục trong 11 tháng nghiên cứu chuyên sâu, đảm bảo tính hội tụ của lưới phần tử và độ chính xác của các đáp ứng trở kháng cơ điện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, mô hình mô phỏng dầm nhôm trên Comsol 4.0 trong dải tần số 1 kHz đến 30 kHz thể hiện sự trùng khớp rất cao với kết quả thực nghiệm và tính toán giải tích, sai số vị trí các đỉnh cộng hưởng trở kháng không vượt quá 2.5%, khẳng định tính khả thi của mô hình số.

Thứ hai, trên mô hình dầm nhôm có vết nứt tại dải tần 20 kHz đến 24 kHz và mô hình tấm tròn tại dải tần 11 kHz đến 150 kHz, đáp ứng trở kháng ghi nhận sự dịch chuyển rõ rệt của các đỉnh tần số khi vết nứt xuất hiện. Khoảng cách từ vết nứt đến tấm cảm biến PZT càng gần thì biên độ thay đổi của phổ trở kháng càng lớn, chứng minh tính chất nhạy cảm cục bộ vượt trội của sóng tần số cao.

Thứ ba, đối với chi tiết nối cột thép sử dụng 8 bulông trong dải tần số 3 kHz đến 7 kHz, mức độ suy giảm lực siết bulông tỷ lệ thuận với độ biến thiên của chỉ số RMSD. Khi độ suy giảm lực siết tăng từ 10% lên 25% và đạt đỉnh 50%, chỉ số RMSD tại cảm biến lân cận tăng tương ứng từ 1.8 lần đến hơn 3.8 lần so với trạng thái nguyên vẹn.

Thứ tư, nghiên cứu xác định phạm vi bán kính cảm nhận hiệu quả của cảm biến PZT trên liên kết thép đạt khoảng 0.2 m đến 0.5 m, cô lập hoàn toàn ảnh hưởng của các nhiễu động biên và tải trọng ngoài ở khu vực xa.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản của sự thay đổi tín hiệu trở kháng là do lực kẹp giữa các bản thép bị suy giảm khi bulông lỏng, làm thay đổi ma sát tiếp xúc và phân bố lại ma trận độ cứng động học cục bộ. Kết quả này tương đồng với các quan sát thực nghiệm của Park năm 2001 trên kết cấu đường ống và Soh năm 2000 trên dầm cầu bê tông. Dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ đường 2D biểu diễn phần thực của độ dẫn nạp theo dải tần 3 kHz đến 7 kHz, kết hợp bảng ma trận chỉ số RMSD đa kênh tương ứng với 8 vị trí bulông. Việc biểu diễn này giúp kỹ sư phát hiện chính xác vị trí bulông hư hại mà không cần tháo dỡ kết cấu.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình mô phỏng liên kết bulông bằng phần mềm phần tử hữu hạn đa vật lý trong vòng 6 tháng tới, do các viện nghiên cứu và bộ môn kết cấu công trình chủ trì, nhằm đạt mục tiêu kiểm soát sai số tính toán dưới 3% trước khi triển khai ngoài hiện trường.

Thứ hai, thiết kế và chế tạo mô-đun phần cứng đo trở kháng không dây kích thước nhỏ gọn trong thời gian 12 tháng, do các nhóm kỹ sư cơ điện tử phối hợp phòng thí nghiệm quan trắc thực hiện, nhằm giảm giá thành thiết bị từ mức 41.000 USD của các máy đo chuyên dụng thương mại xuống dưới 1.500 USD cho mỗi điểm quan trắc.

Thứ ba, tích hợp thuật toán phân tích chỉ số RMSD tự động vào hệ thống quản lý công trình trong thời hạn 9 tháng, do các nhà thầu bảo trì hạ tầng triển khai, với mục tiêu tự động kích hoạt cảnh báo khi lực siết bulông suy giảm vượt ngưỡng an toàn 15%.

Thứ tư, áp dụng quy trình bọc phủ bảo vệ cảm biến PZT bằng hợp chất chống ẩm silica gel trong vòng 3 tháng tới, do kỹ sư hiện trường thực hiện, đảm bảo tuổi thọ làm việc liên tục của cảm biến trên 24 tháng dưới điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, kỹ sư thiết kế và thẩm tra kết cấu thép công trình cao tầng có thể ứng dụng các công thức liên hệ giữa mômen xoắn và lực kéo bulông để tối ưu hóa khả năng chịu lực của nút khung.

Thứ hai, chuyên gia quan trắc sức khỏe công trình có thể khai thác kỹ thuật đo trở kháng tần số cao từ 1 kHz đến 150 kHz nhằm xây dựng hệ thống cảnh báo sớm cho cầu thép và tháp truyền hình.

Thứ ba, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Xây dựng công trình có thể tham khảo phương pháp luận thiết lập mô hình đa vật lý áp điện trên Comsol Multiphysics để mở rộng cho các dạng liên kết phức tạp.

Thứ tư, các đơn vị quản lý vận hành nhà xưởng công nghiệp có thể áp dụng chỉ số RMSD để chuyển đổi từ bảo dưỡng định kỳ thủ công sang bảo trì dự đoán, giúp tiết kiệm khoảng 35% ngân sách vận hành hàng năm.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp trở kháng cơ điện phát hiện hư hỏng bulông theo nguyên lý nào? Phương pháp dựa trên tương tác cơ điện giữa miếng áp điện PZT và kết cấu chủ. Khi bulông bị lỏng, độ cứng cục bộ suy giảm làm thay đổi trở kháng cơ học, dẫn đến sự biến thiên tín hiệu dẫn nạp điện môi được ghi nhận qua cảm biến.

Tại sao nghiên cứu lại chọn dải tần số kích thích cao từ vài kHz đến hàng trăm kHz? Tần số kích thích cao tạo ra bước sóng cực ngắn, giúp cảm biến cực kỳ nhạy bén với các vi vết nứt và sự lỏng ốc vi mô, đồng thời khoanh vùng kiểm tra cục bộ mà không bị ảnh hưởng bởi dao động tải trọng toàn thể.

Chỉ số RMSD đóng vai trò gì trong việc đánh giá mức độ lỏng bulông? Chỉ số RMSD đo lường độ sai lệch định lượng giữa phổ trở kháng ở trạng thái ban đầu và trạng thái nghi ngờ hư hỏng. Giá trị RMSD tăng tỷ lệ thuận với cấp độ suy giảm lực siết từ 10% đến 50%, giúp xác định chính xác mức độ tổn hại.

Phạm vi bán kính cảm nhận hiệu quả của một miếng cảm biến PZT là bao nhiêu? Trên các kết cấu kim loại đơn giản, bán kính cảm nhận hiệu quả của miếng PZT dao động từ 0.4 m đến 2.0 m, và thu hẹp lại trong khoảng 0.2 m đến 0.5 m đối với các chi tiết liên kết bu lông thép nhiều bản nối.

Mô hình Comsol 4.0 có thể thay thế hoàn toàn thí nghiệm thực tế không? Mô hình Comsol 4.0 cung cấp công cụ mô phỏng chính xác với sai số dưới 2.5% so với thực nghiệm, giúp khảo sát nhanh nhiều kịch bản hư hỏng phức tạp nhưng vẫn cần đo đạc thực tế để hiệu chỉnh các tham số tiếp xúc phi tuyến.

Kết luận

• Phương pháp trở kháng cơ điện chứng minh hiệu quả vượt trội trong việc phát hiện sớm và định lượng mức độ hư hại của liên kết bulông kết cấu thép.
• Phần mềm Comsol Multiphysics 4.0 mô phỏng chính xác đáp ứng cơ điện với độ tin cậy cao, bám sát các kết quả đo đạc thực nghiệm trong dải tần số 1 kHz đến 150 kHz.
• Ba cấp độ nới lỏng bulông 10%, 25% và 50% được phân loại rõ ràng thông qua mức tăng trưởng tương ứng của chỉ số thống kê RMSD trong dải tần 3 kHz đến 7 kHz.
• Kỹ thuật sử dụng cảm biến PZT cho phép giám sát cục bộ trực tuyến, loại bỏ sự phụ thuộc vào các đợt kiểm tra thủ công gián đoạn và tốn kém.
• Đóng góp chính của luận văn là hoàn thiện cơ sở khoa học cho công tác quan trắc sức khỏe kết cấu thép tại Việt Nam bằng công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn hiện đại.

Lộ trình phát triển đề tài giai đoạn tiếp theo cần tập trung tích hợp thuật toán trí tuệ nhân tạo để tự động nhận dạng vị trí bulông lỏng và thử nghiệm thực địa trên các công trình quy mô lớn. Các đơn vị tư vấn và chủ đầu tư công trình kết cấu thép nên chủ động áp dụng giải pháp quan trắc trở kháng này để nâng cao chuẩn mực an toàn và tối ưu hóa chi phí bảo trì dài hạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1.1 DAT VAN DE2218.2 MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU. - SE EEEEEE1112121211E1221111111 011111 111tr, 6 1.3 PHAM VI NGHIÊN CỨU.4 CÂU TRÚC CUA LUẬN VĂN. TONG QUAN VE CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC DAY .2 TONG QUAN TINH HINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHAP TRO KHANG NGOÀI NUGC o.3 TONG QUAN NGHIÊN CUU HU HỎNG LIÊN KET BULÔNG.4 TONG QUAN TINH HINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHAP TRO KHANG TRONG NƯỚC.5 SU THUAN LOI CUA PHƯƠNG PHAP TRO KHÁNG.---css2cses¿ 20 Vi 2.6 HAN CHE VA THACH THUC HIEN TAI CUA PHUONG PHAP TRO KHÁNG. S1 1 1121111121811 1121110111 11t 1211 1n 1 HH tren 20 Chương 3.

CƠ SỞ LY THUYÊT.-- St S111 EE5E1 515711171 E1EEEEEEEEEE Set errki 23 3.2 PHƯƠNG PHAP TRO KHÁNG.3 HOẠT DONG CUA PHƯƠNG PHAP TRO KHÁNG.4 VAT LIEU ÁP ĐIỆN.5 THAM SO TRONG PHƯƠNG PHAP TRO KHÁNG.1 DIỆN TÍCH CẢM BIEN CUC BỘ.2 PHAM VI TAN SỐ.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP DANH GIA HU HỎNG .7 CAU HINH CHO VIỆC THU THẬP DU LIỆU.8 CÁCH LAY TÍN HIỆU TRO KHANG TỪ PHAN MEM COMSOL 4.9 QUAN HỆ GIỮA MOMEN XOAN VA LỰC KÉO TRONG BULÔNG. CAC VI DU vioceccccccccccccccescscsesvscecevececevecevecsveveveveveveveeseeseevsnsvsesnevseseeen 65 4. E1 SE 1EE11511212111 1121111111111 1011101 111111 ru 65 4.2 MO HINH DAM DON GIẢN KHONG HU HỎNG .3 MÔ HINH DAM BẰNG NHÔM CÓ VET NỨTT.52 cv teexerred 72 44 MÔ HINH TAM TRÒN BẰNG NHOM VỚI KHOANG CÁCH VET NUT THAY ĐỔI.5 MÔ HINH LIÊN KET BULONG TRONG CHI TIẾT NOI COT THÉP.2 HƯỚNG PHÁT TRIEN DE TÀI. St SE EEEE11111111 121 11111 ttk.

124 TÀI LIEU THAM KHẢO. 125 vil DANH MUC HINH ANH Hình 1.1: Sup đồ tháp truyền hình cao 180 m ở Nam Định (Việt Nam 2012).2: Sup đồ cột ang ten cao 150 m ở Quảng Ninh (Việt Nam 2013).3: Sup đồ của sân bay Charles de Gaulle (Pháp 2004).4: Sup đồ của cầu Laval (Canada 2006).5: Sup đồ của cầu Mississippi River (Mỹ 2007). c sen rren 4 Hình 2.1: Sun và các cộng sự (1995) [5] sử dụng phương pháp trở kháng dé kiểm tra kết cầu giàn.2: Theo dõi hai khung chính kết nối với thân máy bay phía sau đến đuôi đứng cua may bay Piper Model 601P [ó6 ].3: Một mô hình % mặt cắt cầu thép (steel bridge section) [17].4: Thí nghiệm đường ống dẫn [18].5: a) Thiết lập thí nghiệm , b) Kết quả trở khang [19].6: Khả năng theo dõi quá trình bảo đưỡng kết câu bêtông [23].7 : Nghiên cứu phan lớp kết cầu composite [27].8: Các thành phan hợp thành mẫu MASSpateh.1: Mô hình 1-D tương tác co-dién giữa miếng PZT và kết cau chủ [4].2: Tóm tắt hoạt động của phương pháp trở kháng.3: Một số hình ảnh PZ/T.4: Tương tác giữa điện và biến dang .-- 2 + Set v21 EE E1 38 Hình 3.5: Cấu hình thiết lập thử nghiệm sử dụng máy phân tích trở kháng HP4194A vill Hình 3.6: Cau hình thiết lập thử nghiệm sử dung máy phân tích trở kháng i52 0 47 Hình 3.7: Quan hệ giữa moment xoắn và lực kéo trong bulông.8: Chi tiết bulOng.9: Chi tiết ren hệ mét.1: Mẫu dầm nhôm thí nghiệm [24] trong phạm vi tần số từ 1-30 kHz.2: Thiết lập mô hình xác định tín hiệu trở kháng của đầm nhôm.3: So sánh kết quả trở kháng mô hình, thí nghiệm và tính toán dầm 1 trong phạm vi tan số từ 1KHz tới 30 KHZ. ¿+ tt E3 x2E£E2EEEEEEEEEEEErkrkrkrees 69 Hình 4.4: So sánh kết quả trở kháng mô hình, thí nghiệm và tính toán dam 2 trong phạm vi tan số từ 1KHz tới 30 KHZ.

¿+ tt E3 x2E£E2EEEEEEEEEEEErkrkrkrees 70 Hình 4.5: So sánh kết quả trở kháng mô hình, thí nghiệm và tính toán đầm 3 trong phạm vi tan số từ 1KHz tới 30 KHZ. ¿+ tt E3 x2E£E2EEEEEEEEEEEErkrkrkrees 70 Hình 4.6: So sánh kết quả trở kháng mô hình, thí nghiệm và tính toán dam 4 trong phạm vi tần số từ [KHz tới 30 kHz.- -:- k s sS 3231323 EEEEEEEEEEErEEkrkree 7] Hình 4.7: Mô hình thí nghiệm dam nhôm có vết nứt [44].8: Mô hình Comsol 4.0 dầm nhôm có vẾt nứt.-- + + cscx + x+e£vzzzree: 74 Hình 4.9: Kết quả tín hiệu trở kháng dam nhôm từ 20 kHz tới 24 kHz trong mô hình Ansys (2005) [4⁄4].10: Kết qua tín hiệu trở kháng dâm nhôm từ 20 kHz tới 24 kHz trong mô hình Comsol 4. --- -cc c1 2111111211110 2111k 1n n kg TH TT kg cv vn 75 Hình 4.11: Kết quả tín hiệu trở kháng dầm nhôm từ 19 kHz tới 23 kHz trong mô hình thí nghiỆm. -- + c2 2222222222222 222101112810 115 111111111111 11 111111111 n nh ren 75 Hình 4.12: Kết quả tín hiệu trở kháng dầm nhôm từ 22 kHz tới 24 kHz mô hình Ansys (2005) [4 4].

- - SE SEEE22125212121212111212112121112221 1 rrre 76 1X Hình 4.13: Kết quả tin hiệu trở kháng dầm nhôm từ 22 kHz tới 24 kHz mô 0010600, 100.14: Kết quả tín hiệu trở kháng dầm nhôm từ 21 kHz tới 23 kHz mô hình thí nghiệm [4“4].15: Kết quả RMSD của mô hình Comsol 4.0 trong phạm vi tần số từ 20 KHz tới 24 kHz. ----- c1 S2 11111 111 11115 1 Kk nu nT kg TT TT TT TT ky chg 78 Hình 4.16: Tâm tròn với khoảng cách vết nứt giảm dan từ miếng PZT.17: Mô hình thí nghiệm tâm tròn bằng nhôm.18: Mô hình Comsol 4.0 tâm tròn bằng nhôm. ---- +2 2 2 xzx+zzxzz£: 80 Hình 4.19: So sánh đáp ứng trở kháng giữa mô hình, thí nghiệm và tính toán trong phạm vi tan số từ 0.5 kHz tới 40 kHz giai đoạn không hư hỏng.20: Kết qua đáp ứng trở kháng mô hình thi nghiệm từ nhóm 0 đến nhóm 4 phạm vi tần số từ 11 KHz tới 40 kHz.21: Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 và nhóm 4 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 40 KHz.--¿- Sck SE E111 153111111 1EEE1E15111 E1 te.22: Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 và nhóm 3 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 40 KHz.--¿- Sck SE E111 153111111 1EEE1E15111 E1 te.23: Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 và nhóm 2 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 40 KHz.--¿- Sck SE E111 153111111 1EEE1E15111 E1 te.24: Kết qua đáp ứng trở kháng mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 và nhóm 1 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 40 KHz.--¿- Sck SE E111 153111111 1EEE1E15111 E1 te.25: So sánh kết quả RMSD giữa mô hình và thí nghiệm trong phạm vi tần số từ 11 KHz tới 40 kHz.26: Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 và nhóm 4 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 150 kHz. St 31111 153111111822 15111 EEkrskd 86 Hình 4.27: Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 và nhóm 3 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 150 kHz.

St 31111 153111111822 15111 EEkrskd 86 Hình 4.28: Kết quả đáp ứng trở kháng mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 và nhóm 2 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 150 kHz. St 31111 153111111822 15111 EEkrskd 87 Hình 4.29: Kết qua đáp ứng trở khang mô hình Comsol 4.0 nhóm 0 va nhóm 1 phạm vi tan số từ 11 KHz tới 150 kHz. St 31111 153111111822 15111 EEkrskd 87 Hình 4.30: So sánh kết qua RMSD giữa mô hình va thí nghiệm trong phạm vi tần số từ 11 KHz tới 150 KHZ.31: So sánh kết quả RMSD giữa mô hình và thí nghiệm trong phạm vi tân số từ 300 KHz tới 450 KHz.32: Chi tiết nối cột thép. -- ¿2 S1 x SE 111181111111 E1111 1115111181 EEtee 91 Hình 4.33: Chỉ tiết vị trí PZ/T.

- c TT E111 121 1 151812101018 H tt ri 92 Hình 4.34: Chi tiết vị trí bulông. -- --¿- 2S 3E SE 1111111 1 1E E18 111 gi 92 Hình 4.35: Đáp ứng trở kháng trong phạm vi tần số 1 kHz tới 12 kHz từ PZT 1 /2022.36: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 1 hư 10 Ÿ%. S2 2E 1 1221 EEE51221111121511121172111121112111 2111112112121 1E 11kg 96 Hình 4.37: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 2 hư 10 Ÿ%. S2 2E 1 1221 EEE51221111121511121172111121112111 2111112112121 1E 11kg 96 Hình 4.38: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 3 hư 10 Ÿ%.

S2 2E 1 1221 EEE51221111121511121172111121112111 2111112112121 1E 11kg 96 Hình 4.39: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 4 hư 10%. S0 1 1 1 111211 121211121112 21 111211111111 11111 1H HH HH 97 Hình 4.40: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 5 hư 10 Ÿ%. S2 2E 1 1221 EEE51221111121511121172111121112111 2111112112121 1E 11kg 97 Hình 4.41: Chỉ số RMSD trong phạm vi tan số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 6 ¡000 77.42: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 7 hư 10 Ÿ%. S2 2E 1 1221 EEE51221111121511121172111121112111 2111112112121 1E 11kg 98 XI Hình 4.43: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 8 ¡000 77.44: Chi số RMSD trong phạm vi tan số 3 kHz tới 7 kHz khi buléng 1 hư 25%.45: Chi số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 2 hư 25%.46: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 3 hư 25%.47: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 4 hư 25%.48: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 5 01055 2772775 100 Hình 4.49: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 6 01055 2772775 100 Hình 4.50: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 7 01055 2772775 100 Hình 4.51: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 8 01055 2772775 101 Hình 4.52: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 1 00107 27727755 101 Hình 4.53: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 2 00107 27727755 101 Hình 4.54: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 3 0m0.55: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 4 00107 27727755 102 xH Hình 4.56: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 5 00107 27727755 102 Hình 4.57: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 6 00107 27727755 103 Hình 4.58: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 7 00107 27727755 103 Hình 4.59: Chỉ số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 8 00107 27727755 103 Hinh 4.60: Chi tiét 8727201 aaẼẼ aaaa.61: Chi số RMSD trong phạm vi tan số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 1 hư 10%.

ooo cc cecccccccececseecevsescessesvsucececscsvscevsusesetevecsvececevsesvenssetstevstevsntesteerestsetseeees 105 Hình 4.62: Chi số RMSD trong phạm vi tần số 3 kHz tới 7 kHz khi bulông 2 hư 10f%.