I. Giới thiệu
Nghiên cứu này tập trung vào phân tích kết cấu của các khung không gian, một loại kết cấu phổ biến trong xây dựng hiện đại. Các khung này có thể gặp phải hư hỏng do nhiều nguyên nhân như vật liệu xuống cấp, ăn mòn hay quá tải. Mục tiêu chính của nghiên cứu là phát triển một phương pháp xác định hư hỏng trong các khung không gian bằng cách sử dụng phương pháp năng lượng biến dạng kết hợp với mạng nơ-ron tích chập (CNNs). Sự kết hợp này nhằm cải thiện độ chính xác và hiệu suất trong việc chẩn đoán hư hỏng, cho phép thực hiện trong thời gian thực.
1.1 Tình hình nghiên cứu
Trong thời gian qua, đã có nhiều nghiên cứu về phân tích hư hỏng cho các kết cấu khung không gian. Tuy nhiên, các phương pháp hiện tại thường gặp phải những hạn chế trong việc tối ưu hóa và thời gian chẩn đoán. Nghiên cứu này nhằm khắc phục những vấn đề đó bằng cách áp dụng các kỹ thuật học sâu và các thông số dao động để cung cấp một phương pháp chẩn đoán hiệu quả hơn.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp năng lượng biến dạng để xác định vị trí và mức độ hư hỏng trong kết cấu khung không gian. Mạng nơ-ron tích chập (CNNs) được áp dụng để xử lý dữ liệu và đưa ra các dự đoán về tình trạng của kết cấu. Mô hình CNNs được xây dựng dựa trên các chỉ số năng lượng biến dạng như MSE, MSEC và MSECR. Các dữ liệu đầu vào được khảo sát nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp đề xuất.
2.1 Xây dựng mô hình CNNs
Mô hình CNNs được thiết kế với nhiều lớp tích chập để có thể tự học và phân tách các đặc trưng của dữ liệu đầu vào. Các chỉ số năng lượng biến dạng được sử dụng làm tham số đầu vào cho mô hình. Kết quả từ mô hình cho thấy khả năng chẩn đoán hư hỏng với độ chính xác cao, đồng thời thời gian tính toán được tối ưu hóa để phù hợp với yêu cầu theo dõi trong thời gian thực.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả từ các bài toán khảo sát cho thấy phương pháp đề xuất có khả năng chẩn đoán chính xác vị trí và mức độ hư hỏng trong các khung không gian. Các bộ dữ liệu đầu vào khác nhau đã được kiểm tra, trong đó bộ dữ liệu MSEC cho kết quả tốt nhất. Phân tích cho thấy rằng việc thêm tần số dao động tự nhiên vào dữ liệu đầu vào có ảnh hưởng tích cực đến độ chính xác của mô hình.
3.1 Đánh giá hiệu quả
Phương pháp đề xuất không chỉ đạt được độ chính xác cao trong việc xác định hư hỏng mà còn cho phép chẩn đoán gần như ngay lập tức với độ trễ thấp giữa các lần chẩn đoán. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc theo dõi sức khỏe kết cấu trong thời gian thực, giúp các kỹ sư có thể đưa ra quyết định kịp thời và chính xác.
IV. Kết luận
Nghiên cứu đã phát triển thành công một phương pháp mới để xác định hư hỏng trong kết cấu khung không gian bằng cách kết hợp phương pháp năng lượng biến dạng với mạng nơ-ron tích chập. Phương pháp này không chỉ cải thiện độ chính xác mà còn cho phép thực hiện chẩn đoán trong thời gian thực. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng công nghệ hiện đại vào lĩnh vực theo dõi sức khỏe kết cấu.
4.1 Hướng phát triển tiếp theo
Các nghiên cứu trong tương lai có thể mở rộng thêm vào việc áp dụng phương pháp này cho các loại kết cấu khác nhau và cải tiến mô hình CNNs để nâng cao khả năng chẩn đoán. Việc tích hợp thêm các yếu tố khác như điều kiện môi trường và tải trọng thực tế cũng là một hướng nghiên cứu đầy tiềm năng.
