Phát triển và ứng dụng các phương pháp phân tích tín hiệu trong chẩn đoán vết nứt kết cấu hệ thanh

Nội dung tài liệu: Phát triển và ứng dụng các phương pháp phân tích tín hiệu trong chẩn đoán vết nứt kết cấu hệ thanh

1. VIÊN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ o0o NGUYỄN VĂN QUANG PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HIỆU TRONG CHẨN ĐOÁN VẾT NỨT KẾT CẤU HỆ THANH Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số: 9520101 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Hà Nội - 2018
2. Công trình được hoàn thành tại: Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam Học viện Khoa học và Công nghệ Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Việt Khoa Phản biện 1: GS. TS. Hoàng Xuân Lượng Phản biện 2: PGS. TS. Lương Xuân Bính Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Phong Điền Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Vào hồi , ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: + Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ + Thư viện Quốc gia Việt Nam
3. Danh mục công trình của tác giả 1. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Time-frequency spectrum method for monitoring the sudden crack of a column structure occurred in earthquake shaking duration. Proceeding of the International Symposium Mechanics and Control 2011, p. 158-172. 2. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Wavelet based technique for detection of a sudden crack of a beam-like bridge during earthquake excitation. International Conference on Engineering Mechanics and Automation ICEMA August 2012, Hanoi, Vietnam, p. 87-95. 3. Nguyễn Việt Khoa, Nguyễn Văn Quang, Trần Thanh Hải, Cao Văn Mai, Đào Như Mai. Giám sát vết nứt thở của dầm bằng phương pháp phân tích wavelet: nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ 9, 2012, p. 539-548. 4. Khoa Viet Nguyen, Hai Thanh Tran, Mai Van Cao, Quang Van Nguyen, Mai Nhu Dao. Experimental study for monitoring a sudden crack of beam under ground excitation. Hội nghị Cơ họ Vật rắn iến ạng toàn uốc lần thứ 11, 2013, p. 605-614. 5. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Element stiffness index distribution method for multi-cracks detection of a beam- like structure. Advances in Structural Engineering 2016, Vol. 19(7) 1077-1091. 6. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen. Free vibration of a cracked double-beam carrying a concentrated mass. Vietnam Journal of Mechanics, VAST, Vol.38, No.4 (2016), pp. 279- 293. 7. Khoa Viet Nguyen, Quang Van Nguyen, Kien Dinh Nguyen, Mai Van Cao, Thao Thi Bich Dao. Numerical and experimental studies for crack detection of a beam-like structure using element stiffness index distribution method. Vietnam Journal of Mechanics, VAST, Vol.39, No.3 (2017), pp. 203-214.
4. 1 MỞ ĐẦU Hư hỏng trong kết cấu là một vấn đề nghiêm trọng thường xảy ra trong các loại kết cấu như kết cấu cơ khí, kết cấu công trình dân dụng v.v. Hiện nay, có hai phương pháp giám sát kết cấu chính đó là phương pháp giám sát phá hủy và không phá hủy. Phương pháp không phá hủy gồm: phương pháp dao động, phương pháp tĩnh, phương pháp âm v.v. Trong các phương pháp này thì phương pháp dao động là phương pháp được quan tâm và ứng dụng nhiều hơn cả do các tín hiệu dao động chứa nhiều thông tin về hư hỏng và thường dễ dàng đo đạc, rẻ tiền. Các phương pháp phát hiện vết nứt bằng tín hiệu dao động thường dựa trên hai yếu tố chính, đó là: đặc trưng động lực học của kết cấu và các phương pháp xử lý tín hiệu dao động. Trong thực tế sự thay đổi các đặc trưng động lực học của kết cấu gây nên bởi vết nứt thường rất nhỏ và khó có thể phát hiện trực tiếp từ tín hiệu đo dao động. Do đó, để có thể phát hiện được những thay đổi nhỏ này cần phải có các phương pháp xử lý tín hiệu hiện đại, đó chính là phương pháp xử lý tín hiệu trong miền thời gian-tần số. Các phương pháp này có thể kể đến như phương pháp biến đổi Short-time Fourier Transform, Wavelet Transform v.v. Các phương pháp này sẽ phân tích tín hiệu trong hai miền thời gian và tần số. Khi sử dụng các phương pháp này thì các tín hiệu theo thời gian sẽ được biểu diễn trong miền tần số trong khi những thông tin về thời gian vẫn được giữ lại. Chính vì thế các phương pháp thời gian-tần số sẽ rất hữu ích trong việc phân tích các biến đổi nhỏ hoặc méo mó trong tín hiệu dao động gây ra bởi vết nứt. Mục tiêu của luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của vết nứt đến các đặc trưng động lực học của kết cấu.
5. 2 Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phương pháp xử lý tín hiệu thời gian-tần số trong việc phát hiện vết nứt. Ứng dụng và phát triển phương pháp xử lý tín liệu dao động trong miền thời gian-tần số để phát hiện vết nứt. Phƣơng pháp nghiên cứu Đặc trưng động lực học của kết cấu có vết nứt như tần số riêng, dạng riêng sẽ được tính toán và nghiên cứu thông qua phương pháp phần tử hữu hạn. Phương pháp xử lý tín hiệu thời gian-tần số sẽ được ứng dụng để phân tích các tín hiệu dao động mô phỏng của kết cấu có vết nứt. Phát triển một phương pháp xử lý tín hiệu dao động để phát hiện sự thay đổi của độ cứng phần tử để từ đó phát hiện vết nứt. Thực hiện một số thí nghiệm nhằm kiểm chứng tính hiệu quả của các phương pháp được ứng dụng trong luận án. Những đóng góp của luận án Đề xuất ứng dụng phương pháp phổ wavelet cho bài toán phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột. Đề xuất ứng dụng phân tích wavelet cho bài toán phát hiện vết nứt dựa trên ảnh hưởng đồng thời của vết nứt và khối lượng tập trung. Đề xuất một phương pháp mới sử dụng “phân bố chỉ số độ cứng phần tử” nhằm phát hiện vết nứt của kết cấu. Trong phương pháp này, phân bố chỉ số độ cứng phần tử được tính trực tiếp từ tín hiệu dao động. Cấu trúc của luận án Nội dung của luận án bao gồm phần mở đầu, phần kết luận, phần danh mục công trình của tác giả, phần tài liệu tham khảo và 5 chương, cụ thể:
6. 3 Chương 1: Tổng quan Trình bày tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về các phương pháp phát hiện vết nứt dựa trên các đặc trưng động lực học của kết cấu, các phương pháp xử lý tín hiệu trong miền thời gian-tần số phục vụ việc phân tích và phát hiện vết nứt. Chương 2: Động lực học kết cấu dầm có vết nứt Trình bày mô hình dầm 2D và 3D, hai mô hình này được sử dụng trong luận án. Trình bày phương trình dao động của kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn nhằm phân tích các đặc trưng động lực học của kết cấu có vết nứt. Chương 3: Các phương pháp xử lý tín hiệu dao động phục vụ chẩn đoán kỹ thuật Trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý tín hiệu trong miền thời gian-tần số và trình bày cơ sở phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử ứng dụng trong việc phát hiện vết nứt. Chương 4: Ứng dụng các phương pháp xử lý tín hiệu dao động trong một số bài toán chẩn đoán kỹ thuật Trình bày các ứng dụng cụ thể của phương pháp thời gian-tần số và phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử để phát hiện vết nứt trong các kết cấu khác nhau. Chương 5: Thực nghiệm kiểm chứng Trình bày một số thí nghiệm kiểm chứng các phương pháp đã phát triển và ứng dụng trong luận án. Kết luận: trình bày các công việc đã thực hiện, các kết quả đạt được của luận án và một số vấn đề chưa giải quyết được, cần tiếp tục thực hiện trong tương lai.
7. 4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình Để phát hiện hư hỏng trong kết cấu người ta có thể sử dụng phương pháp trực tiếp hoặc phương pháp gián tiếp. Phương pháp trực tiếp bao gồm việc quan sát bằng mắt thường, quay phim chụp ảnh, hoặc tháo dời các chi tiết của kết cấu để kiểm tra v.v. Phương pháp gián tiếp là phương pháp phân tích các tín hiệu phản ứng của kết cấu dưới tác động từ bên ngoài để phát hiện hư hỏng của kết cấu. Trong các phương pháp gián tiếp thì các phương pháp dao động hiện đang được nghiên cứu phát triển và ứng dụng nhiều trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Các phương pháp này có thể được phân thành hai nhóm chính: phương pháp dựa trên tham số động lực học kết cấu và phương pháp dựa trên việc xử lý dữ liệu dao động. 1.2. Các phƣơng pháp phát hiện hƣ hỏng của kết cấu dựa trên tham số động lực học của kết cấu Sự tồn tại của hư hỏng trong kết cấu thường dẫn đến sự thay đổi các đặc trưng động lực học của kết cấu như tần số riêng và dạng riêng. Do đó, các đặc trưng động lực học của kết cấu có hư hỏng sẽ chứa các thông tin về sự tồn tại, vị trí cũng như mức độ hư hỏng. Để phát hiện hư hỏng của kết cấu thì vấn đề cơ bản là phải nghiên cứu các đặc trưng động lực học của kết cấu. 1.3. Phƣơng pháp phân tích wavelet nhằm phát hiện hƣ hỏng của kết cấu Những sự thay đổi về đặc trưng động lực học của kết cấu gây ra do vết nứt thường nhỏ và khó phát hiện bằng mắt thường và phụ thuộc nhiều vào các phép đo chính xác. Vì vậy, việc phát triển các phương xử lý tín hiệu hiện đại nhằm phát hiện ra những sự thay đổi nhỏ này đã và đang được quan tâm đặc biệt. Cho đến ngày nay, các
8. 5 phương pháp xử lý tín hiệu dao động chủ yếu được dựa trên phép biến đổi Fourier truyền thống. Phép biến đổi Fourier rất phổ biến và hiệu quả trong việc phân tích các tín hiệu dừng (tín hiệu là hằng số trong các tham số thống kê theo thời gian). Biến đổi Fourier là kết quả của tổng, hoặc tích phân trong miền thời gian liên tục, trên toàn bộ chiều dài của tín hiệu. Do đó, biến đổi Fourier có thể cung cấp độ phân giải tần số rất tốt cho việc biểu diễn tín hiệu trong miền tần số. Tuy nhiên, trong quá trình biến đổi Fourier, thông tin thời gian hoặc không gian bị mất và không thể phân tích các sự kiện thời gian ngắn hoặc các tín hiệu không dừng [57, 58]. Để khắc phục nhược điểm trên của biến đổi Fourier, phương pháp phân tích thời gian-tần số được phát triển. Phương pháp này bao gồm biến đổi Fourier thời gian ngắn (STFT), biến đổi Wigner-Ville (WVT), biến đổi Hilbert, tự hồi quy (AR), trung bình (MA), tự hồi quy trung bình, và biến đổi Wavelet (WT) [58]. Trong các phương pháp này, biến đổi wavelet là một công cụ rất hiệu quả nhằm xử lý tín hiệu do tính linh hoạt cùng với độ chính xác của nó về độ phân giải của thời gian và tần số. Phạm vi nghiên cứu của luận án Trong khuôn khổ của luận án này chỉ xét vết nứt mở hoàn toàn với hình dạng đơn giản nhất, đó là: vết nứt có hình dạng đường thẳng vuông góc với chiều dài phần tử; hướng của độ sâu vết nứt vuông góc với bề mặt phần tử; độ sâu vết nứt không thay đổi dọc theo chiều dài vết nứt, độ rộng vết nứt nhỏ và coi như được bỏ qua.
9. 6 CHƢƠNG 2. ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU DẦM CÓ VẾT NỨT Để phân tích các đặc trưng động lực học của kết cấu có hư hỏng, luận án sẽ sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn do phương pháp này có thể phân tích được kết cấu phức tạp mà phương pháp giải tích khó có thể thực hiện được. Vì vậy trong chương này sẽ trình bày cơ sở lý thuyết về phương pháp phần tử hữu hạn nhằm giải bài toán động lực học kết cấu có vết nứt. 2.2. Mô hình phần tử hữu hạn cho dầm 2D và 3D chứa vết nứt 2.2.1. Dầm 2D chứa vết nứt Bỏ qua biến dạng trượt, năng lượng biến dạng của một phần tử không nứt có dạng: l 23 (0)112 2Pl 2 W M Pz dz M l MPl . (2.1) 2EI0 2 EI 3 Trường hợp bài toán phẳng năng lượng biến dạng thêm vào như sau: a 22 2 KK 1  KIII W(1) b I II da. (2.4) EE 0 Hệ số độ mềm cho một phần tử không có vết nứt: 2 (0) (0)  W cij , P12 P , P M ; i , j 1,2, (2.6) PPij và hệ số độ mềm thêm vào: 2 (1) (1)  W cij , P12 P , P M ; i , j 1,2. (2.7) PPij (0) (1) Hệ số độ mềm tổng cộng: cij c ij c ij . (2.8) T T PMPMPM T , Từ điều kiện cân bằng: i i i 1 i 1 i 1 i 1  (2.9) T 1l 1 0 trong đó: T . (2.10) 0 1 0 1 Bằng cách sử dụng nguyên lý công ảo, ma trận độ cứng của phần T 1 tử bị nứt có thể được biểu diễn như sau: Kc T c T. (2.11)
10. 7 2.2.2. Dầm 3D chứa vết nứt Sử dụng nguyên lý Castingliano, ma trận độ mềm tổng thể là tổng của hệ số độ mềm của phần tử nguyên vẹn và hệ số độ mềm thêm vào do vết nứt: (o ) (1) cij c ij c ij , (2.14) ở đó: 2 (0) (0)  W cij ; i , j 1 6, (2.15) PPij là hệ số độ mềm của phần tử nguyên vẹn, và hệ số độ mềm thêm vào do vết nứt có dạng: 2 (1) (1)  W cij ; i , j 1 6. (2.16) PPij Trong đó, W (0) là năng lượng biến dạng của phần tử không chứa vết nứt, W (1) là năng lượng biến dạng của phần tử chứa vết nứt. Xét ảnh hưởng của các lực dọc trục, lực cắt, mô men xoắn và mô men uốn tại mặt cắt của vết nứt, năng lượng biến dạng của phần tử có thể được viết như sau: 1 P2 l P 2 l Pl2 P 2 l 3 PlPPl 2 2 Pl 2 3 PlPPl 2 2 P 2 l W (0) 1 2 3 2 6 2 6 3 5 3 5 4 . 2 AE GA GA 3 EIz EI z EI z 3 EI y EI y EI y GI0 Năng lượng biến dạng thêm gây ra vết nứt của dầm có mặt cắt hình chữ nhật với độ dày h, chiều rộng b có dạng [116]: 2 2 2 6 6 6 (1) 1 W KIi K II i  K III i dA. (2.19) E    A 1 1 1 Do đó, ma trận độ cứng của phần tử chứa vết nứt có dạng: KTCT T 1 . (2.36) c
11. 8 2.3. Phƣơng trình dao động của kết cấu theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn Phương trình dao động tổng quát của một kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn có dạng sau [118]: My()Cy()Ky()t t t NTTT f();,. t f()f t N f dx f T f (2.37) e e e e Le M, C, K là ma trận khối lượng, cản và độ cứng; f là lực kích động; NT là ma trận chuyển vị của hàm dạng tại vị trí x của lực tương tác; y là chuyển vị nút của dầm. Chuyển vị của dầm tại vị trí bất kỳ x thu được từ hàm dạng N và chuyển vị nút y [119]. Khi có vết nứt, thì ma trận độ cứng tổng thể K của kết cấu sẽ được ghép từ ma trận độ cứng K e của phần tử nguyên vẹn và ma trận độ cứng K c của phần tử chứa vết nứt. Trong khí đó, vết nứt được coi như không ảnh hưởng đến khối lượng của kết cấu nên ma trận khối lượng M tổng thể được ghép nối từ các ma trận khối lượng phần tử Me . Sử dụng cản Rayleigh dưới dạng: CMK . 2.4. Kết luận Chương này trình bày mô hình vết nứt trong phần tử dầm 2D và 3D. Các mô hình vết nứt này sẽ được ứng dụng trong các bài toán dầm hai chiều và khung không gian có vết nứt của luận án. Chương này cũng đưa ra các phương trình cơ bản sử dụng trong phương pháp phần tử hữu hạn hiện đang được các nhà nghiên cứu áp dụng trong phân tích động lực học của kết cấu có vết nứt. Đây chính là cơ sở để tính toán được các đặc trưng động lực học của kết cấu trong luận án.
12. 9 CHƢƠNG 3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN HIỆU DAO ĐỘNG PHỤC VỤ CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT Trong các phương pháp xử lý tín hiệu dao động hiện nay thì phương pháp phân tích wavelet, một phương pháp thời gian-tần số đang được phát triển và ứng dụng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực khác nhau do tính ưu việt của nó so với các phương pháp phân tích Fourier truyền thống. Đó là, trong khi phương pháp biến đổi Fourier chỉ có thể phân tích được tín hiệu trong miền tần số thì phương pháp wavelet có thể phân tích được tín hiệu trong miền tần số nhưng những thông tin của tín hiệu trong miền thời gian vẫn được giữ lại. Ngoài ra, việc phát triển phương pháp phân tích số liệu mới cũng là yêu cầu của luận án nhằm khắc phục các nhược điểm của các phương pháp đã có. 3.1. Phƣơng pháp phân tích wavelet Biến đổi Wavelet liên tục (CWT) được định nghĩa như sau [76, 85, 120]: 1 * tb Wf(,)(), a b f t dt (3.1) a a trong đó a là một số thực được gọi là hệ số co giãn, b là một số thực được gọi là vị trí, Wf(a,b) là hệ số Wavelet với độ co giãn a và tb * tb vị trí b; f(t) là tín hiệu đầu vào. là hàm Wavelet;  a a tb là liên hợp phức của  . a Phổ năng lượng wavelet: 2 1 * tb S(,)(). a b f t dt (3.12) aa
13. 10 3.2. Phƣơng pháp phân bố độ cứng phần tử trong miền tần số Ta xét ma trận độ cứng của phần tử thứ i: i i i i k11 k 12 k 13 k 14 ki k i k i k i K i 21 22 23 24 , (3.22) e i i i i k31 k 32 k 33 k 34 i i i i k41 k 42 k 43 k 44 i ma trận con K e có dạng: i 11 i i i i i ()()k33 k 11 k 34 k 12 k 13 k 14 i 11 i i i i i ()()k43 k 21 k 44 k 22 k 23 k 24 Ki . (3.24) e i i i i 11 i i k k()() k k k k 31 32 33 11 34 12 i i i i 11 i i k41 k 42()() k 43 k 21 k 44 k 22 Ma trận độ cứng tổng thể được thiết lập từ ma trận độ cứng của phần tử thứ i với một số thành phần bổ sung của ma trận độ cứng của i phần tử thứ (i-1) và (i+1). Ma trận con K e được sử dụng để mô tả độ cứng của phần tử thứ i đối với bài toán phát hiện vết nứt. Từ phương trình (3.24) ta thấy khi phần tử thứ i xuất hiện vết nứt, chỉ có i 1 i i 1 ba ma trận K e , K e , K e bị thay đổi. i Do đó, ma trận K e phản ánh tính chất về độ cứng địa phương. i Như vậy, sự thay đổi về dạng của ma trận con K e có thể được dùng như một chỉ số của hư hỏng tại phần tử thứ i. Từ ma trận độ cứng tổng thể, để phát hiện thay đổi về dạng của i ma trận con K e ta định nghĩa phân bố chỉ số độ cứng phần tử như sau: 1  12,  , , Q ,iQ 1 , (3.25) max i i
14. 11 i i T i ở đó i KKK emax j e e là chỉ số độ cứng phần tử 2 j  thứ i; Q là số phần tử hữu hạn. Khi vết nứt xuất hiện tại phần tử thứ i, phân bố chỉ số độ cứng phần tử sẽ thay đổi ở phần tử thứ i. 3.3. Kết luận Chương này đã trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích wavelet. Bình phương của mô đun hệ số wavelet hay phổ năng lượng wavelet có thể diễn giải như là phân bố mật độ năng lượng trên mặt phẳng thời gian-hệ số co giãn. Chương này đã trình bày cơ sở lý thuyết cho một phương pháp mới nhằm phát hiện vết nứt dựa trên phân bố chỉ số ma trận độ cứng phần tử. Trong phương pháp này, ma trận độ cứng của kết cấu được tính trực tiếp từ số liệu dao động của kết cấu nhằm giảm thiểu sai số khi tính ma trận độ cứng thông qua các dạng dao động riêng vì việc đo đạc các dạng dao động riêng là rất phức tạp.
15. 12 CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ TÍN HIỆU DAO ĐỘNG TRONG MỘT SỐ BÀI TOÁN CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT Sau khi đã trình bày cơ sở lý thuyết về phân tích động lực học kết cấu có vết nứt và phương pháp xử lý tín hiệu dao động hiện đại ở chương 2 và chương 3; chương 4 sẽ ứng dụng phương pháp này để giải quyết ba bài toán chẩn đoán kỹ thuật. 4.1. Bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu dầm xảy ra trong quá trình động đất bằng phƣơng pháp phân tích phổ wavelet 4.1.1. Dao động của dầm có vết nứt dưới tác động của động đất Xét một dầm Euler–Bernoulli, chịu kích động tại mặt đất, kích động này là hàm điều hòa d g . Bằng phương pháp phần tử hữu hạn, chia dầm thành Q phần tử. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, khi đó phương trình chuyển động của dầm có dạng [126]: Md Cd Kd CIdd KI . (4.1) gg 4.1.2. Phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột bằng phân tích phổ wavelet từ tín hiệu mô phỏng số Tham số của cầu dạng dầm: 7855 kg/m3, E=2.1x1011N/m2, L=1.2m, b=0.06m, h=0.01m. Tỷ số cản modal: 0.01. Giả sử trong nửa khoảng thời gian đầu kích động, kết cấu hoàn toàn nguyên vẹn, trong nửa thời gian sau vết nứt xuất hiện tại vị trí LLc 2 . Khoảng thời gian kích động T=16s. Hàm kích động Ft 0.05sin 35 . Bằng tính toán tác giả nhận thấy dầm chủ yếu dao động với tần số tự nhiên đầu tiên 17.8 Hz.
16. 13 a) b) c) d) e) Hình 4.3. Tần số tức thời của dầm. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%; c) Vết nứt 30%;d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%. Gọi df là sự chênh lệch của tần số thức thời IF trong nửa thời gian kích động ban đầu và nửa thời gian sau. Hình 4.4. Mối liên hệ giữa df và độ sâu vết nứt. 4.1.3. Kết luận Bài toàn này đã đưa ra phương pháp phổ năng lượng wavelet, từ đó trích ra tần số tức thời IF nhằm giám sát sự xuất hiện của vết nứt trong quá trình kết cấu chịu kích động từ bên ngoài.
17. 14 Sự tồn tại của vết nứt được khẳng định bởi sự suy giảm tần số tức thời IF trong quá trình kết cấu chịu kích động. Thời điểm xuất hiện vết nứt chính là thời điểm mà tần số tức thời IF bắt đầu suy giảm. 4.2. Bài toán phát hiện vết nứt của dầm kép mang khối lƣợng tập trung bằng phƣơng pháp phân tích wavelet Mô hình phần tử hữu hạn của hệ dầm kép bao gồm hai dầm Euler-Bernoulli khác nhau, với mặt cắt hình chữ nhật, được liên kết k bởi môi trường đàn hồi Winkler có mô đun độ cứng m (hình 4.5). Dầm chính và dầm phụ đều được chia thành Q phần tử,. Dầm chính chịu tải trọng là một khối lượng tập trung m đặt tại vị trí xm . Hình 4.5. Phần tử dầm kép chịu tác động của khối lượng tập trung. Phương trình dao động tự do của hệ dầm kép trong hệ tọa độ tổng thể được biểu diễn dưới dạng sau: MD KD O , (4.16) ở đó: * M1 KKK1 mm M= ,. K= M2 KKKmm2 (4.17) D1 D1 O D= ,,. D= O= D2 D2 O 4.2.2. Ảnh hưởng của khối lượng tập trung đến dao động tự do của hệ dầm kép nguyên vẹn Khối lượng tập trung đặt tại vị trí biên độ lớn nhất của dạng riêng thì tần số sẽ đạt giá trị nhỏ nhất. Ngược lại, khi khối lượng tập trung đặt tại nút của dạng riêng dao động, thì tần số sẽ đạt giá trị lớn nhất.
18. 15 0 20 -1 19.5 -2 -3 19 -4 (Hz) Frequency Normalized amplitude Normalized -5 18.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 x/L Mass position (x/L) a1) Dạng riêng thứ nhất b1) Tần số thứ nhất và vị trí khối lượng 44 0 43 -2 42 Frequency (Hz) Frequency -4 Normalized amplitude Normalized 41 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 x/L Mass position (x/L) a2) Dạng riêng thứ hai b2) Tần số thứ hai và vị trí khối lượng 79 0 78 77 -2 76 -4 (Hz) Frequency Normalized amplitude Normalized 75 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 x/L Mass position (x/L) a3) Dạng riêng thứ ba b3) Tần số thứ ba và vị trí khối lượng Hình 4.7. Ba dạng riêng đầu tiên, mối liên hệ giữa tần số và vị trí khối lượng. 4.2.3. Ảnh hưởng của khối lượng tập trung đến tần số tự nhiên của hệ dầm kép chứa vết nứt Sử dụng phép biến đổi wavelet cho tần số tự nhiên đầu tiên của hệ dầm kép chứa hai vết nứt tại vị trí bất kỳ trên dầm chính. Trong mô phỏng này, giả sử hai vết nứt có cùng độ sâu, nằm tại vị trí 0.3m và 0.65m; độ sâu vết nứt tăng dần từ 0% đến 40%. -5 -5 x 10 x 10 1 1 0.5 0.5 0 0 -0.5 -0.5 Wavelet Wavelet coefficient Wavelet coefficient -1 -1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 x/L x/L a) Độ sâu vết nứt 0% b) Độ sâu vết nứt 5%
19. 16 -5 -4 x 10 x 10 1 2 0.5 0 0 -0.5 -2 Wavelet Wavelet coefficient Wavelet coefficient -1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 x/L x/L c) Độ sâu vết nứt 10% d) Độ sâu vết nứt 20% -4 -4 x 10 x 10 2 1 2 0 0 -1 -2 Wavelet Wavelet coefficient Wavelet Wavelet coefficient -2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 x/L x/L e) Độ sâu vết nứt 30% f) Độ sâu vết nứt 40% Hình 4.10. Biến đổi wavelet đối với tần số tự nhiên đầu tiên. Khi dầm chứa vết nứt, tần số tự nhiên đầu tiên sẽ thay đổi đột ngột khi khối lượng tập trung nằm ở vị trí của các vết nứt. Vị trí vết nứt có thể được phát hiện bởi vị trí của các đỉnh nhọn trong biến đổi wavelet của tần số tự nhiên đầu tiên. 4.2.4. Kết luận Khi hệ dầm kép có khối lượng tập trung thì tần số tự nhiên sẽ thay đổi. Sự thay đổi này phụ thuộc vào vị trí của khối lượng tập trung và dạng riêng dao động của hệ dầm. Tần số tự nhiên sẽ giảm từ từ khi khối lượng bắt đầu di chuyển từ nút của dạng riêng đến vị trí mà biên độ của dạng riêng đạt giá trị cực đại. Tần số tự nhiên thay đổi đột ngột khi khối lượng tập trung đặt ở gần vị trí của vết nứt. Sự thay đổi đột ngột này sẽ tạo nên các đỉnh nhọn trong phép biến đổi wavelet của tần số đầu tiên. Vị trí xuất hiện các đỉnh nhọn chính là vị trí của vết nứt. Phương pháp này cho kết quả tốt đối với tần số tự nhiên đầu tiên, và có thể phát hiện được vết nứt có độ sâu 5%.
20. 17 4.3. Bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu bằng phƣơng pháp phân bố độ cứng phần tử 4.3.1. Phát hiện vết nứt của dầm a. Phát hiện một vết nứt của dầm Xét một cầu dạng dầm, được chia thành 30 phần tử, vết nứt xuất hiện ở phần tử thứ 15. Tham số của dầm: =7855 kg/m3; E=2.1x1011 N/m2; L=40m; b=1m; h=2m; hệ số cản: 0.02. Độ sâu vết nứt tăng từ 0% đến 50% (chiều rộng của dầm). Lực kích động: 20000 khit 0 ft(). (4.18) 0 khit 0 Không có nhiễu a) b) c) d) e) Hình 4.12. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, không có nhiễu. a) Vết nứt 10%, b) Vết nứt 20%, c) Vết nứt 30%, d) Vết nứt 40%, e) Vết nứt 50%.
21. 18 Hình 4.13. Chiều cao của đỉnh dh so với độ sâu của vết nứt, khi không có nhiễu. Phép đo có nhiễu Nhiễu từ phép đo sẽ ảnh hưởng đến tính chính xác của phương pháp. Do đó, để mô phỏng phép đo nhiễu, thì nhiễu ồn trắng được đưa vào [85]: y y E Nσ y . (4.19) noise p a) b) c) d) e) Hình 4.14. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử. a) Vết nứt 10%, nhiễu 1%, b) Vết nứt 20%, nhiễu 2%, c) Vết nứt 30%, nhiễu 4%, d) Vết nứt 40%, nhiễu 6%, e) Vết nứt 50%, nhiễu 10%.
22. 19 Hình 4.15. Chiều cao của đỉnh dh so với độ sâu vết nứt, có nhiễu và không có nhiễu. b. Phát hiện nhiều vết nứt của dầm Tín hiệu không có nhiễu Giả sử có hai vết nứt ở vị trí L/3 và 2L/3 tương ứng với phần tử thứ 10 và 20. Giả sử phép đo không có nhiễu. a) b) c) d) e) Hình 4.16. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, nhiễu 0%. a) Vết nứt 10%, b) Vết nứt 20%, c) Vết nứt 30%, d) Vết nứt 40%, e) Vết nứt 50%. Hình 4.16 biểu diễn phân bố chỉ số độ cứng phần tử với năm độ sâu của vết nứt. Ta thấy xuất hiện hai đỉnh trong phân bố tại phần tử
23. 20 chứa vết nứt. Khi độ sâu vết nứt tăng, thì chiều cao của đỉnh cũng tăng. Hình 4.17. Chiều cao của 2 đỉnh dh so với độ sâu vết nứt, nhiễu 0%. Tín hiệu có nhiễu a) b) c) d) e) Hình 4.18. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử. a) Vết nứt 10%, nhiễu 1%, b) Vết nứt 20%, nhiễu 2%, c) Vết nứt 30%, nhiễu 4%, d) Vết nứt 40%, nhiễu 6%, e) Vết nứt 50%, nhiễu 10%.
24. 21 Hình 4.19. Chiều cao của đỉnh dh1 so với độ sâu vết nứt, khi có nhiễu và không có nhiễu. Hình 4.20. Chiều cao của đỉnh dh2 so với độ sâu vết nứt, khi có nhiễu và không có nhiễu. 4.3.2. Phát hiện vết nứt của khung Xét một khung gồm hai cột thẳng đứng với chiều cao 3m và một thanh ngang với chiều dài 1m nằm trong mặt phằng X-Z (hình 4.21). Khung được chia thành 70 phần tử khung với mặt cắt ngang 0.04m x 0.04m trong mô hình phần tử hữu hạn. Hai vết nứt xuất hiện ở phần tử thứ 10 và 20 trên cột bên trái. Ma trận độ cứng của một phần tử chứa vết nứt được tính theo tài liệu [35]. Đáp ứng động của khung được tính bằng phương pháp phần tử hữu hạn.
25. 22 Hình 4.21. Mô hình khung trong mặt phẳng X-Z. Hình 4.22. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột bên trái, nhiễu 0%. Hình 4.23. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột bên trái, có nhiễu. a) Vết nứt 10%, nhiễu 1%; b) Vết nứt 20%, nhiễu 2%; c) Vết nứt 30%, nhiễu 4%; d) Vết nứt 40%, nhiễu 6%; e) Vết nứt 50%, nhiễu 10%. Kết quả mô phỏng số cho thấy tại phần tử chứa vết nứt xuất hiện hai đỉnh trong phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột bên trái (hình
26. 23 4.22, 4.23). Đỉnh đầu tiên gần với điểm cuối cố định của cột quan trọng hơn đỉnh thứ hai gần với đầu tự do cuối của cột. Điều đó cho thấy rằng vết nứt gần với điểm cuối cố định có thể được phát hiện hiệu quả hơn. Hình 4.24. Chiều cao của đỉnh dh1 so với độ sâu vết nứt, khi có nhiễu và không có nhiễu. 4.3.3. Phát hiện vết nứt của giàn cao tầng Thực hiện mô phỏng số đối với kết cấu đối xứng, mảnh chịu tác động của lực đặt tại điểm giữa và dọc theo phương X như trong hình 4.25. Hàm đáp ứng tần số theo phương X thu được dọc theo kết cấu. Vị trí đo đạc Vị trí tác dụng lực Vị trí vết nứt Hình 4.25. Mô hình giàn cao tầng.
27. 24 Kết cấu gồm bốn cột và các phần tử giằng, kích thước 0.25m x 0.25m x 3.6m. Phần tử cột và giằng của kết cấu được mô tả là phần tử khung trong phân tích phần tử hữu hạn. Mặt cắt của phần tử cột, giằng có kích thước 0.02m x 0.02m và 0.02m x 0.002m. Tham số của vật liệu như sau: =7855 kg/m3; E=2.1x1011 N/m2. Kết cấu được chia thành 240 phần tử. Mỗi cột được chia thành 36 phần tử. a) b) c) d) e) Hình 4.26. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, phần tử #17 chứa vết nứt. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%; c) Vết nứt 30%; d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%. Giả sử vết nứt xuất hiện tại phần tử 17 và nằm trên cột #1. Ma trận độ cứng của phần tử chứa vết nứt được tính theo tài liệu [36]. Khảo sát kết cấu trong trường hợp vết nứt có độ sâu từ 10% đến 50%. Do kết cấu đối xứng, mảnh nên có thể được coi tương đương kết cấu dạng dầm công xôn và phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử được áp dụng cho việc phát hiện vết nứt.
28. 25 Hình 4.27. Quan hệ giữa chiều cao của đỉnh dh với độ sâu vết nứt. 4.3.4. Kết luận Bài toán đã áp dụng phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử để phát hiện vết nứt (một vết nứt và nhiều vết nứt). Ma trận độ cứng tổng thể được xây dựng trực tiếp từ các hàm đáp ứng tần số. Sự thay đổi trong độ cứng của một phần tử dẫn đến sự thay đổi trong chỉ số độ cứng của phần tử đó. Bằng cách theo dõi sự thay đổi trong phân bố chỉ số độ cứng phần tử, ta sẽ phát hiện được vị trí của vết nứt. Sự tồn tại của các vết nứt được phát hiện bởi các đỉnh trong phân bố chỉ số độ cứng phần tử và vị trí vết nứt là vị trí của xuất hiện của các đỉnh này. Độ sâu của vết nứt có thể ước lượng được từ mối quan hệ giữa chiều cao của các đỉnh dh trong độ phân bố chỉ số độ cứng phần tử với độ sâu vết nứt. 4.4. Kết luận Chương này đã trình bày ba bài toán ứng dụng phương pháp xử lý tín hiệu để phát hiện vết nứt trong kết cấu. Bài toán thứ nhất là bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu xảy ra trong quá trình động đất bằng phương pháp phân tích phổ wavelet. Sự suy giảm đột ngột của tần số tức thời trong quá trình dao động
29. 26 cho thấy sự tồn tại của vết nứt. Trong khi đó, thời điểm tần số tức thời bị suy giảm đột ngột chính là thời điểm xảy ra vết nứt. Bài toán thứ hai là bài toán phát hiện vết nứt của dầm kép mang khối lượng tập trung bằng phương pháp phân tích wavelet. Khi có vết nứt thì tần số riêng sẽ thay đổi. Khi vị trí của khối lượng tập trung thay đổi thì tần số riêng của hệ dầm cũng thay đổi theo. Đặc biệt, khi vị trí của khối lượng tập trung trùng với vị trí của vết nứt thì tần số riêng của hệ dầm có sự thay đổi đột ngột. Hiện tượng này được phát hiện một cách rõ ràng bằng biến đổi wavelet sự thay đổi của tần số riêng theo vị trí của khối lượng tập trung. Bài toán thứ ba là bài toán phát hiện vết nứt của kết cấu bằng phương pháp phân bố độ chỉ số cứng phần tử. Trong bài toán này, chỉ số độ cứng phần tử được phân bố dọc theo kết cấu. Khi một phần tử của kết cấu có vết nứt thì phân bố chỉ số độ cứng sẽ có một đỉnh xuất hiện tại vị trí của phần tử chứa vết nứt. Vị trí của vết nứt sẽ được xác định bằng vị trí xuất hiện đỉnh trong phân bố độ chỉ số độ cứng phần tử.
30. 27 CHƢƠNG 5. THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG Trong chương 4 đã trình bày ba bài toán chẩn đoán kỹ thuật nhằm phát hiện vết nứt xuất hiện trong kết cấu. Các kết quả số được mô phỏng và phân tích dựa trên phương pháp xử lý tín hiệu dao động hiện đại và cho kết quả khả quan. Tuy nhiên, trong thực tế kết quả đo đạc luôn bị ảnh hưởng bởi nhiễu đo đạc. Vì vậy, để kiểm chứng khả năng ứng dụng của các phương pháp được phát triển và ứng dụng trong luận án này, tác giả tiến hành thực hiện một số thí nghiệm. 5.1. Phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột của dầm bằng phƣơng pháp wavelet Tiến hành thí nghiệm đối với dầm chịu kích động nền được đặt trên bàn rung, sử dụng phổ động đất (hình 5.1). Tham số của dầm: =7855 kg/m3; E=2.1x1011 N/m2; L=1.2m; b=0.06m; h=0.01m. Khoảng thời gian kích động T=16s. Vết nứt xuất hiện xung quanh khoảng thời gian T/2 s. Tiến hành thí nghiệm đối với độ sâu vết nứt từ 10% đến 50%, vị trí vết nứt L/2. Hình 5.1. Dầm chứa vết nứt, đặt trên bàn rung.
31. 28 Mô phỏng Thực nghiệm a) b) c) d)
32. 29 Mô phỏng Thực nghiệm e) Hình 5.3. Tần số tức thời của dầm. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%; c) Vết nứt 30%; d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%. a) b) Hình 5.4. Mối liên hệ giữa df và độ sâu vết nứt. a) Mô phỏng số; b) Thực nghiệm. 5.2. Phát hiện vết nứt của giàn bằng phƣơng pháp phân bố độ cứng phần tử Thực hiện thí nghiệm đối với kết cấu giàn bằng thép, đối xứng (hình 5.5), kích thước 0.25m x 0.25m x 3.6m. Kết cấu gồm bốn cột, nối cứng với 144 phần tử giằng. Mặt cắt của phần tử cột, giằng có kích thước 0.02m x 0.02m và 0.02m x 0.002m. Hệ thống đo dao động bao gồm thiết bị Bruel & Kjaer Pulse và phần mềm Pulse Labshop để phân tích hàm đáp ứng tần số. Vết nứt được tạo tại phần tử 17, trên cột #1, bằng cách cưa. Tác giả đo hàm đáp ứng tần số bằng cách dùng búa và đầu đo dao động, tác dụng lực bằng búa vào nút cố định của kết cấu. Trong khi
33. 30 đó, di chuyển đầu đo dao động theo cột #1. Cột #1 được chia thành 36 phần tử. Từ đó, xây dựng phân bố chỉ số ma trận độ cứng phần tử từ 36 hàm đo đáp ứng tần số này. a) b) Hình 5.5. Thí nghiệm tại phòng thí nghiệm của Viện Cơ học. a) Kết cấu giàn cao tầng; b) Vết nứt được tạo bằng cách cưa. Các kết quả thực nghiệm cho thấy xuất hiện những đỉnh sắc nét trong phân bố chỉ số độ cứng phần tử của cột #1 tại phần tử 17 với độ sâu vết nứt khác nhau (hình 5.7). Sự xuất hiện này khẳng định rằng có sự thay đổi về độ cứng tại phần tử chứa vết nứt (phần tử 17).
34. 31 1 0.8 0.6 dh 0.4 0.2 0 Element stiffness index distribution 0 10 20 30 40 Element number a) b) c) d) e) Hình 5.7. Xây dựng lại phân bố chỉ số độ cứng phần tử, phần tử #17 chứa vết nứt. a) Vết nứt 10%; b) Vết nứt 20%; c) Vết nứt 30%; d) Vết nứt 40%; e) Vết nứt 50%. Hình 5.8. Chiều cao của đỉnh dh so với độ sâu vết nứt. 5.3. Kết luận Chương 5 đã trình bày kết quả của hai thí nghiệm: thí nghiệm về việc phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột của dầm, sử dụng tần số tức thời IF được trích ra từ phổ năng lượng wavelet. Thí nghiệm về việc phát hiện vết nứt của kết cấu dạng khung không gian bằng phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử. So sánh lý thuyết với thực nghiệm cho thấy các tính toán mô phỏng dựa trên phương pháp đề xuất trong luận án là phù hợp tốt với kết quả thực nghiệm.
35. 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận của luận án Đề tài của luận án nhằm mục đích phát triển và ứng dụng các phương pháp xử lý tín hiệu hiện đại phục vụ cho bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình. Đó là phương pháp xử lý tín hiệu dựa trên phân tích phổ trong miền tần số và phân tích wavelet trong miền thời gian- tần số. Những đóng góp mới của luận án: Đã đề xuất ứng dụng phương pháp phổ wavelet cho bài toán phát hiện vết nứt xảy ra đột ngột. Khi áp dụng phương pháp này thì sự tồn tại của vết nứt và đặc biệt là cả thời điểm xuất hiện vết nứt đều được xác định. Đã đề xuất ứng dụng phân tích wavelet cho bài toán phát hiện vết nứt dựa trên ảnh hưởng đồng thời của vết nứt và khối lượng tập trung. Khi có ảnh hưởng đồng thời của vết nứt và khối lượng tập trung thì sự thay đổi tần số riêng sẽ rõ ràng hơn so với khi không có khối lượng tập trung. Vì vậy phương pháp này có khả năng xác định được cả vị trí của vết nứt. Đã đề xuất một phương pháp mới sử dụng “phân bố chỉ số độ cứng phần tử” nhằm phát hiện vết nứt của kết cấu. Trong phương pháp này, phân bố chỉ số độ cứng phần tử được tính trực tiếp từ tín hiệu dao động. Do đó, phương pháp này sẽ khắc phục được sai số so với việc phải tính ma trận độ cứng thông qua dạng riêng như truyền thống. Nội dung công việc mà luận án đã thực hiện bao gồm trình bày cơ sở lý thuyết về động lực học kết cấu có hư hỏng và phương pháp xử lý tín hiệu dao động hiện đại ứng dụng trong bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình.
36. 33 Luận án đã ứng dụng phương pháp phân tích wavelet và đề xuất một phương pháp mới dựa trên “phân bố chỉ số độ cứng phần tử” nhằm phát hiện vết nứt trong kết cấu. Luận án đã trình bày ba bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình ứng dụng các phương pháp đã đề xuất nhằm phát hiện vết nứt trong các kết cấu khác nhau. Kết quả của các phương pháp đề xuất trong luận án này đã được kiểm chứng bằng hai thí nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Công trình, Viện Cơ học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các thí nghiệm cho thấy kết quả mô phỏng số của phương pháp đề xuất là phù hợp tốt với kết quả thực nghiệm. Như vậy, các phương pháp đã đề xuất và phát triển trong luận án là có triển vọng để ứng dụng cho bài toán chẩn đoán kỹ thuật công trình. 2. Phạm vi áp dụng của luận án và công việc cần tiếp tục thực hiện trong tƣơng lai Luận án chỉ ứng dụng phương pháp wavelet để phát hiện vết nứt cho các kết cấu đơn giản dạng dầm. Do đó, phương pháp đề xuất dựa trên phân tích wavelet cần phải được nghiên cứu đối với các kết cấu phức tạp hơn nhằm đánh giá khả năng ứng dụng của các phương pháp này trong thực tiễn. Phương pháp phân bố chỉ số độ cứng phần tử mặc dù đã cho kết quả tốt đối với cả kết cấu dạng dầm và khung không gian, tuy nhiên phương pháp này mới chỉ ứng dụng cho kết cấu có hình dạng đối xứng. Đồng thời, các phần tử dầm hoặc cột chứa vết nứt được giả thiết là có tiết diện không đổi. Vì vậy, với các kết cấu có hình dạng không đối xứng và có tiết diện thay đổi cần được tiếp tục nghiên cứu để đánh giá hiệu quả của phương pháp này trong thực tế.
37. 34 Thí nghiệm kiểm chứng cho phương pháp phát hiện vết nứt của kết cấu dầm có khối lượng tập trung vẫn chưa được tiến hành. Vì vậy đây sẽ là một nghiên cứu cần được thực hiện tiếp theo của luận án.