Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5563
| Title: | การตรวจหาความเสียหายของสะพานโครงข้อหมุนโดยการวิเคราะห์ผลตอบสนองการสั่นไหว |
| Other Titles: | Damage detection of truss bridges by vibration response analysis |
| Authors: | อาทิตย์ อ่ำเกตุสกุล |
| Advisors: | ทศพล ปิ่นแก้ว |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | fcetpk@eng.chula.ac.th, Tospol.P@chula.ac.th |
| Subjects: | สะพาน การสั่นสะเทือนเชิงกล |
| Issue Date: | 2543 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเปรียบเทียบการตรวจหาความเสียหายในโครงข้อหมุน 2 มิติ จากการวิเคราะห์คุณสมบัติด้านพลวัตของโครงสร้าง ได้แก่ ความถี่ธรรมชาติและรูปร่างโหมด (Mode shape) โดยในงานวิจัยนี้ได้ทำการจำลองโครงข้อหมุนในคอมพิวเตอร์เพื่อใช้ในการวิเคราะห์หาความถี่และรูปร่างโหมด จากนั้นใช้วิธีการต่างๆ ในการตรวจหาความเสียหาย เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของแต่ละวิธี โดยพิจารณาจากความถูกต้องในการทำนายตำแหน่งและระดับความรุนแรงของความเสียหาย ซึ่งวิธีการที่ศึกษาเปรียบเทียบประกอบด้วยวิธีใช้การเปลี่ยนแปลงสติฟเนสเมตริกซ์ วิธีใช้การเปลี่ยนแปลงเฟลกซิบิลิตีเมตริกซ์ และวิธีเวคเตอร์แรงคงค้าง นอกจากนี้ยังได้ทำการปรับปรุงวิธีการที่มีอยู่เพื่อให้ผลการตรวจหาความเสียหายมีความถูกต้องมากยิ่งขึ้น ผลจากการเปรียบเทียบวิธีการต่างๆ พบว่าเมื่อชิ้นส่วนที่เสียหายมีเซนซิทิวิตีที่สูง ทั้ง 3 วิธีสามารถตรวจพบความเสียหายได้แม้ว่าความเสียหายที่เกิดขึ้นจะมีค่าน้อยก็ตาม แต่วิธีที่ใช้การเปลี่ยนแปลงเฟลกซิบิลิตีเมตริกซ์มีความคลาดเคลื่อนที่ค่อนข้างสูง และวิธีเวคเตอร์แรงคงค้างไม่สามารถตรวจพบความเสียหายได้หากความเสียหายที่เกิดขึ้นมีค่ามาก และเมื่อชิ้นส่วนที่เกิดความเสียหายมีเซนซิทิวิตีที่ต่ำวิธีใช้การเปลี่ยนแปลงสติฟเนสเมตริกซ์ต้องใช้จำนวนโหมดที่มากขึ้นจึงจะสามารถตรวจพบความเสียหายได้ ส่วนวิธีใช้การเปลี่ยนแปลงเฟลกซิบิลิตีเมตริกซ์จะไม่สามารถตรวจพบความเสียหายที่มีค่าน้อยได้ ในขณะที่วิธีเวคเตอร์แรงคงค้างยังคงสามารถตรวจพบความเสียหายได้อย่างถูกต้องแม้จะใช้เพียงโหมดแรกเท่านั้นในการคำนวณ และเพื่อศึกษาผลของความคลาดเคลื่อนจากเครื่องมือตรวจวัดสัญญาณเมื่อนำไปใช้งานจริงได้สมมติให้มีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นในความถี่และรูปร่างโหมดที่ใช้ในการคำนวณ ผลที่ได้พบว่าวิธีใช้การเปลี่ยนแปลงสติฟเนสเมตริกซ์ตรวจพบตำแหน่งที่เสียหายถูกต้องแต่ความรุนแรงผิดพลาดไป ซึ่งรูปร่างโหมดที่คลาดเคลื่อนจะมีผลต่อความถูกต้องของผลการตรวจหาความเสียหายด้วยวิธีนี้มากกว่าความถี่ที่คลาดเคลื่อน ในขณะที่วิธีเวคเตอร์แรงคงค้างตรวจพบความรุนแรงได้ดีกว่า แต่ตรวจพบชิ้นส่วนอื่นที่ไม่เสียหายด้วย สุดท้ายได้ทำการปรับปรุงวิธีการตรวจสอบโดยใช้วิธีใช้การเปลี่ยนแปลงสติฟเนสเมตริกซ์ในการตรวจหาตำแหน่งที่เกิดความเสียหาย แล้วใช้หลักการของวิธีเวคเตอร์แรงคงค้างในการตรวจหาความรุนแรงของความเสียหาย ผลที่ได้พบว่าวิธีการที่ปรับปรุงให้ผลการตรวจสอบหาความเสียหายที่มีความถูกต้องแม่นยำมากยิ่งขึ้น |
| Other Abstract: | This study compares the techniques for damage detection of truss bridges from the analysis of dynamic properties of structures such as natural frequencies and mode shapes. A 2-D truss bridge is modeled in a computer to compute its natural frequencies and mode shapes. Three different techniques, consisting of the stiffness, flexibility and residual force vector, are employed to identify the damage status of the bridge. The efficiencies of all techniques are compared by considering the accuracy of the damage location and the damage severity. In addition, this study suggests the modification of the existing methods to improve the detection accuracy. Based on the obtained results, all 3 methods can detect the damage eventhough it has low severity if the damage is assumed to present in a sensitive member. However, the error from the flexibility method is significant and the residual force vector method can not detect the damage when the damage has high severity. In the case of an insensitivity member is assumed to be, the stiffness method requires more information on modes to be able to detect the damage, and the flexibility method can not detect the damage when the damage has low severity, while the residual force vector can accurately detect the damage using only the first mode information. The signal noise from instrument is considered, so that the natural frequencies and mode shapes ofthe bridge are assumed to have the error. The result indicates that the stiffness method can accurately detect the damage location with some error in the damage severity. Using this method, an error of mode shape has more effect on the accuracy of the damage detection than an error of frequency. While the residual force vector can accurately detect the damage severity, although some undamaged members are incorrectly detected. Finally, the damage detection method is improved by using the stiffness method to detect the damage location, and subsequently use the residual force vector method to calculate the damage severity. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2543 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมโยธา |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5563 |
| ISBN: | 9741303653 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.