CHẨN ĐOÁN VẾT NỨT TRONG THANH BẰNG TẦN SỐ RIÊNG

Abstract

Để đảm bảo sự làm việc an toàn và tránh các tai nạn có thể xảy ra, việc phát hiện kịp thời các vết nứt trong kết cấu là rất cần thiết. Do đó, thời gian gần đây trên các tạp chí về kỹ thuật công trình công bố nhiều công trình nghiên cứu về kết cấu có vết nứt. Nội dung chính của việc nghiên cứu kết cấu có vết nứt bao gồm hai bài toán: Bài toán phân tích dao động hay còn gọi là bài toán thuận, nhằm nghiên cứu ứng xử của kết cấu khi xuất hiện (đã biết) vết nứt; Bài toán chẩn đoán, thực chất là một bài toán ngược, nhằm mục đích phát hiện vết nứt (vị trí, kích thước và số lượng vết nứt) trong kết cấu dựa trên các số liệu đo đạc về ứng xử của nó. Nội dung của Bài toán thuận là khảo sát sự ảnh hưởng của các vết nứt lên ứng xử của công trình. Những nghiên cứu Bài toán thuận nêu trên là cơ sở quan trọng trong việc giải Bài toán chẩn đoán vết nứt. Nội dung của Bài toán chẩn đoán vết nứt chính là việc xác định vị trí, kích thước và số lượng của vết nứt dựa trên các số liệu đo đạc về ứng xử của kết cấu. Chẩn đoán vết nứt có thể tiến hành bằng hai cách. Một gọi là phương pháp trực tiếp hay chẩn đoán theo triệu chứng (symptom based approach). Cách tiếp cận thứ hai dựa trên mô hình và được gọi là phương pháp mô hình (model based approach). Trong việc giải bài toán chẩn đoán vết nứt bằng phương pháp mô hình, người ta có thể sử dụng các thông tin khác nhau về ứng xử của kết cấu làm đầu vào cho bài toán. Thông tin này bao gồm hai loại chính: các đặc trưng dao động của kết cấu như các tần số và dạng dao động riêng hoặc đáp ứng của kết cấu chịu tải trọng. Các đặc trưng dao động của kết cấu gắn liền với các tính chất cơ học của nó như khối lượng; độ cứng; kích thước hình học và các liên kết. Vì vậy, sử dụng các đặc trưng dao động để chẩn đoán vết nứt có ưu điểm là không phụ thuộc vào tác động bên ngoài. Những kết quả chính trong việc phát triển phương pháp dao động trong chẩn đoán hư hỏng kết cấu được tổng quan trong [1-3].