Thứ bảy, 25/01/2020 09:50
Phát triển phương pháp năng lượng biến dạng để chẩn đoán hư hỏng trong kết cấu tấm
Lê Thanh Cao1, 2, Huỳnh Văn Phương1, Lê Văn Phước Nhân1, Hồ Đức Duy1*
*Tác giả liên hệ: Email: hoducduy@hcmut.edu.vn
1Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM)
2Khoa Xây dựng, Trường Đại học Nha Trang
Ngày nhận bài: 19/03/2019; ngày chuyển phản biện: 22/03/2019; ngày nhận phản biện: 26/04/2019; ngày chấp nhận đăng: 14/05/2019
Tóm tắt:
Trong bài báo này, phương pháp năng lượng biến dạng được phát triển cho việc chẩn đoán hư hỏng trong kết cấu dạng tấm. Trước tiên, cơ sở lý thuyết của phương pháp năng lượng biến dạng cho kết cấu dạng tấm được xây dựng. Trong đó, một quy trình chẩn đoán bao gồm hai bước (tổng thể và cục bộ) được kiến nghị nhằm nâng cao độ chính xác cho kết quả chẩn đoán vị trí và độ lớn của hư hỏng. Bài toán kết cấu tấm nhôm, chữ nhật, với điều kiện biên ngàm được khảo sát để kiểm chứng tính khả thi của phương pháp kiến nghị. Mô hình phần tử hữu hạn của tấm được phân tích bằng phần mềm ANSYS để thu được tần số và dạng dao động tương ứng với trạng thái trước và sau khi xuất hiện vết nứt. Đại lượng chỉ số hư hỏng được kiến nghị để xác định vị trí của vết nứt trong tấm. Kết quả phân tích cho thấy, phương pháp năng lượng biến dạng tổng thể xác định được sơ bộ vị trí vùng xuất hiện hư hỏng và phương pháp năng lượng biến dạng cục bộ xác định chính xác chiều dài và hình dạng của vết nứt.
Từ khóa:
chẩn đoán hư hỏng, dao động, kết cấu tấm, năng lượng biến dạng, theo dõi và chẩn đoán kết cấu
An improvement of modal strain energy method for damage detection in plates
Thanh-Cao Le1, 2, Van-Phuong Huynh1, Van-Phuoc-Nhan Le1, Duc-Duy Ho1*
*Email: hoducduy@hcmut.edu.vn
1Faculty of Civil Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology, VNU-HCM
2Faculty of Civil Engineering, Nha Trang University
Received: 19 March 2019; accepted: 14 May 2019
Abstract:
This paper presents an improved modal strain energy (MSE) method for damage detection in plate-like structures. Firstly, the theory of MSE method established for plate-like structures is briefly outlined, in which a two-step MSE-based procedure (global step and local step) is proposed to enhance the accuracy of detecting the damage’s location and severity. A rectangular aluminum plate constrained by fixed boundary conditions is investigated in order to verify the feasibility of the proposed method. The plate’s finite element models are analysed to obtain natural frequencies and forms of vibration before and after the occurrence of crack. A damage index is presented to identify the location of crack in the plate-like structures. The analytical results show that the global MSE step identifies the damage zone in the plates; the local MSE step accurately detects the crack length and form in the damage zone.
Keywords:
damage detection, modal strain energy, plate, structural health monitoring, vibration
Classification number:
2.1