Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn của hệ xe-cầu, trong đó xe được mô hình hóa như một bậc tự do , dầm eluer-bernoulli. Từ đó hệ phương trình tương tác hệ xe cầu được thiết lập. Xây dựng mô hình dầm được chia thành Q phần tử, có vết nứt đóng nằm ở phần tử i. Xác định các ma trận tổng thể khối lượng M, ma trận cản C và ma trận độ cứng K và giải hệ phương trình này bằng phương pháp newmark. Giới thiệu cơ sở toán học của phép biến đổi wavelet. Phân tích ảnh hưởng của vết nứt đóng mở tới sự thay đổi của tần số riêng và phản ứng của xe khi di chuyển trên cầu có vết nứt đóng mở; phân tích ảnh hưởng của vết nứt đóng mở lên phương pháp phát hiện vết nứt bằng wavelet.
Sự tác động của môi trường như tải trọng di động, tải trọng sóng, gió, sự ăn mòn, hoặc sự tập trung ứng suất… có thể gây ra hư hỏng trong kết cấu cầu và điển hình là hư hỏng dạng vết nứt. Sự phát triển của vết nứt theo thời gian sẽ dẫn tới sự phá hủy kết cấu. Do đó, việc giám sát nhằm phát hiện sớm những vết nứt trong kết cấu là một vấn đề rất quan trọng.
Trong thực tế, một vết nứt không chỉ có trạng thái đóng hoặc mở mà có thể đóng và mở liên tục tùy thuộc vào tải trọng tác dụng vào vết nứt (tải trọng, trọng lượng của vết nứt, v.v), và rung động. Đây được gọi là vết nứt đóng mở và đã được công bố bởi Chondros. Các phản ứng động của hệ để phát hiện vết nứt đóng mở được phân tích bởi Ruotolo và Surace, Rizzo và Scalea. Trong nghiên cứu của họ, tần số riêng của một dầm với một vết nứt đóng mở là không liên tục trong quá trình rung động, mà nó thay đổi theo thời gian, và tần số riêng của nó nhỏ hơn nhiều so với tần số riêng của dầm với một vết nứt mở hoàn toàn. Douka và Hadjileontiadis đề xuất một phương pháp gọi là phương pháp phân tích thực nghiệm để phân tích tần số tức thời. Họ đã chỉ ra rằng tần số tức thời thay đổi từ trạng thái mở cho đến trạng thái đóng cho thấy sự đóng mở của vết nứt. Sự có mặt của hiện tượng phi tuyến của một hệ có vết nứt đóng mở đã được nghiên cứu bởi Sundermeyer và Weaver. Trong các nghiên cứu này, có một phản ứng với một tần số nằm giữa hai tần số kích động. Phản ứng mới này là do tính phi tuyến trong đáp ứng của dầm. Bovsunovsky và Matveev đã trình bày một khái niệm về các dạng riêng song hành xảy ra tại thời điểm vết nứt đóng và mở để giải thích cho tính phi tuyến gây ra bởi vết nứt đóng mở. Qian và Ariaei cho rằng sự khác biệt giữa các phản ứng động của hệ khi không có vết nứt và có vết nứt đóng mở là nhỏ hơn so với giữa hệ không có vết nứt và có vết nứt mở hoàn toàn.
Các phân tích của các hệ đàn hồi là một chủ đề được quan tâm trong nhiều lĩnh vực đa dạng như: xây dựng dân dụng và hàng không vũ trụ trong hơn một thế kỷ qua. Vấn đề phát sinh trong thiết kế của cầu đường sắt, cầu đường bộ, đường hầm và cầu cống …. Đặc biệt là trong kỹ thuật cầu đường, nhiều ứng dụng đã được phát triển từ các nghiên cứu của chủ đề này. Parhi và Behera đã trình bày một phương pháp phân tích cùng với kiểm tra thực nghiệm để nghiên cứu rung động của dầm có một vết nứt chịu tác động của một khối lượng di động. Tương tác của hệ xe – cầu được tính toán bởi Piombo bằng cách coi cầu như là một bản ba nhịp chịu tác dụng của một hệ nhiều vật bảy bậc tự do với hệ giảm xóc tuyến tính và lốp xe không tuyệt đối cứng. Trong các nghiên cứu khác, Mahmoud và Zaid trình bày một phương pháp nghiên cứu sự ảnh hưởng của vết nứt nằm ngang lên phản ứng động của một dầm côngxon Euler- Bernoulli không cản có điều kiện biên là khớp hai đầu khi chịu tác dụng của một khối lượng di động. Trong khi Lee đề xuất một quy trình để xác định các đặc trưng động lực học và xác định các vị trí và mức độ hư hỏng của chúng trong kết cấu. Bilello và Bergman nghiên cứu dầm có vết nứt được mô phỏng như các lò xo quay chịu một tải trọng di động. Gần đây, Zhu và Law phân tích độ võng động theo thời gian của cầu chịu tải trọng di động và sử dụng biến đổi wavelet cho việc phát hiện vết nứt.
Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp tiếp cận hiện tại để phát hiện hư hỏng của hệ xe -cầu đều sử dụng đáp ứng động của cầu. Các tác giả của bài báo này gần đây đã sử dụng các phản ứng động được đo trực tiếp trên xe di chuyển trên cầu với các vết nứt mở hoàn toàn. Tuy nhiên ảnh hưởng của các vết nứt dạng đóng mở vẫn chưa được nghiên cứu nhiều trong việc giám sát kết cấu cầu chịu tải trọng di động. Do vậy, luận văn này đầu tiên sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của vết nứt đóng mở lên phản ứng của hệ xe cầu được đo trực tiếp trên xe và sau đó xem xét ảnh hưởng của nó trong việc phát hiện hư hỏng bằng cách sử dụng biến đổi wavelet, một công cụ rất hiệu quả cho xử lý tín hiệu.
Bố cục của luận văn bao gồm ba chương.
Chương thứ nhất xây dựng mô hình phần tử hữu hạn của hệ xe-cầu, trong đó xe được mô hình hóa như hệ một bậc tự do, cầu được mô hình hóa như một dầm Euler- Bernoulli. Từ đó, hệ phương trình tương tác hệ xe cầu được thiết lập.
Xây dựng mô hình dầm được chia thành Q phần tử, có vết nứt đóng mở nằm ở phần tử thứ i. Xác định các ma trận tổng thể khối lượng M, ma trận cản C và ma trận độ cứng K và giải hệ phương trình này bằng phương pháp Newmark ta sẽ thu được phản ứng động của xe và dầm. Cách xác định ma trận độ cứng tổng thể của dầm chia thành bốn phần tử, bằng phương pháp phần tử hữu hạn, vết nứt nằm ở giữa dầm.
Chương thứ hai giới thiêu cơ sở toán học của phép biến đổi wavelet. Một ví dụ minh họa cho việc sử dụng phân tích wavelet để phát hiện cũng như đánh giá sự thay đổi đột ngột trong tín hiệu.
Chương thứ ba phân tích ảnh hưởng của vết nứt đóng mở tới sự thay đổi của tần số riêng và phản ứng của xe khi di chuyển trên cầu có vết nứt đóng mở.
Phân tích ảnh hưởng của vết nứt đóng mở lên phương pháp phát hiện vết nứt bằng wavelet.
Từ đó xác định được vị trí của vết nứt ở trên cầu.
Link tải tài liệu: https://tii.la/TCMAeQL
Lưu ý: Link tải có chứa quảng cáo được rút gọn bằng Shrinkearn.com
Mật khẩu mở tệp PDF: sharetailieu.net
