Phần mềm xử lý số liệu thí nghiệm kết cấu
(1) ỨNG DỤNG ĐIỂM ẢNH XÁC ĐỊNH CHUYỂN VỊCỦA KẾT CẤU TRONG Q TRÌNH THÍ NGHIỆMNguyễn Trọng Phú1*, Vũ Tiến Chương2, Đặng Việt Hưng1,
Nguyễn Bá Duẩn2 Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả ứng dụng phương pháp điểm ảnh xác định chuyển vị của các dầm Từ khóa: DIC; ảnh số; tương quan ảnh số; đo chuyển vị; dầm bê tơng; dầm thép; phịng thí nghiệm. Abstract: The paper presents the application of digital image-based measurement of the deflection of Keywords: DIC; digital image; digital image correlation; measurement of deflection; reinforced concrete Nhận ngày 5/12/2017; sửa xong 21/12/2017; chấp nhận đăng 28/02/2018 Received: December 5th, 2017; revised: December 21st, 2017; accepted: February 28th, 2018 1.Giớithiệu Phương pháp tương quan ảnh, digital image Phương pháp tương
quan ảnh số dựa trên việc 1 TS, Khoa Xây dựng DD&CN, Trường Đại học Xây dựng. 2 ThS, Khoa Xây dựng DD&CN, Trường Đại học Xây dựng. * Tác giả chính. E-mail: . Hình 1. Tương ứng một-một về cường độ xám (2) nhau. Quá trình so sánh này được thực hiện dựa trên các giả thiết tính duy nhất và tương ứng một-một chính xác. Hình 1 miêu tả tương ứng một-một về cường độ xám của bề mặt vật liệu
trước và sau khi biến Cơng trình nghiên cứu ứng dụng phương pháp tương quan ảnh đầu tiên được tác giả [2] thực hiện đầu Năm 1982, nhóm nghiên cứu [3] là một trong những người đầu tiên ứng dụng phương pháp thu thập và Đầu những năm 1980, nghiên cứu sử dụng 2D-DIC trong cơ học phá hủy được bắt đầu và tiếp tục năm 2000, các nhà nghiên cứu đã ứng dụng 2D-DIC để nghiên cứu ứng xử cơ học của vật liệu composite [15] Từ đầu những năm 2000, phương pháp tương quan ảnh 2 chiều, 2D-DIC, đã nhận được sự quan tâm Bên cạnh đó trong điều kiện kinh phí cho nghiên cứu khoa học thực nghiệm trong ngành cơ học nói (3) của các nghiên cứu này gồm: Tìm hiểu về phương pháp tương quan ảnh số; Ứng dụng phương pháp tương 2.Chươngtrìnhthínghiệm Chương trình thí nghiệm được thực hiện tại phịng thí nghiệm và kiểm định xây dựng, LAS XD 125, a. Thiết bị thí nghiệm: Hệ giá đỡ dầm và hệ gia tải gồm kích thủy lực và đầu gia tải. Thiết bi đo gồm b. Trình tự thí nghiệm: Các dầm
trước khi thí nghiệm được làm sạch bề mặt bằng bàn chải kim loại Hình 2. Thí nghiệm dầm bê tơng cốt thép TN08 Hình 3. Thí nghiệm dầm thép tiết diện I150×75×5×7 TN07 (4) không cần bổ sung thêm nguồn sáng. Tải trọng tác dụng lên các dầm thí nghiệm có được từ kích thủy lực của dầm sẽ được thực hiện. Do đó sẽ có tương ứng một-một giữa ảnh số và giá trị đo từ thiết bị Indicator Hình 2 đến hình 5 mơ tả một số các dầm thí nghiệm trong chương trình thí nghiệm.
Bề mặt các dầm Chương trình thí nghiệm lựa chọn việc thí nghiệm
trên cả dầm bê tơng cốt thép và dầm thép để có Q trình chụp ảnh để có dữ liệu số phục vụ việc phân tích điểm ảnh được thực hiện tương ứng với 3.Kếtquảthínghiệm Hình 8 đến Hình 13 so sánh kết quả đo chuyển vị của các dầm thí nghiệm từ thiết bị Indicator và từ ra kết quả đo chuyển vị của các dầm thí nghiệm. Hiện tại, chương trình phân tích chưa thể tự động tính tốn Có thể nhận thấy kết quả đo chuyển vị của các dầm thí nghiệm bằng phương pháp phân tích điểm
Hình 14 biểu diễn so sánh kết quả đo chuyển vị tại điểm giữa dầm bê tơng cốt thép
TN08. Trong Hình 6. Giao diện chương trình phân tích điểm ảnh (5) Hình 8. So sánh kết quả giữa thiết bị đo Indicator và Điểm ảnh của TN01 Hình 9. So sánh kết quả giữa thiết bị đo Indicator và Điểm ảnh của TN02 Hình 10. So sánh kết quả giữa thiết bị đo Indicator và Điểm ảnh của TN04
Hình 11. So sánh kết quả giữa thiết bị đo Indicator và Điểm ảnh của TN05 Hình 12. So sánh kết quả giữa thiết bị đo Indicator và Điểm ảnh của TN06 Hình 13. So sánh kết quả giữa thiết bị đo Indicator và Điểm ảnh của TN07 Hình 14. So sánh kết quả giữa thiết bị đo Indicator và
Điểm ảnh của TN08 vị tại điểm giữa dầm theo hai phương pháp đo có 4.Phântíchkếtquảvàđánhgiá (6) Bảng 1. So sánh sai số kết quả đo chuyển vị giữa Indicator và phương pháp tương quan ảnh số TN 01 02 04 05 06 07 08 Sai số 8%-150% 1.15%-13.87% 1.02%-12% 1.29%-28.11% 2.62%-23.92% 0.23%-38% 22%-333% Trong các thí nghiệm có kết quả tương quan tốt, từ Hình 7 đến 10, có thể quan sát thấy rằng, khi biến động rung của máy ảnh có thể gồm các chuyển vị xoay và chuyển vị thẳng, chính các chuyển vị này của máy
Đối với những thí nghiệm mà kết quả đo chuyển vị giữa hai phương pháp có độ lệch lớn, Hình 8, 13 cuối của thí nghiệm. Dầm TN05 là dầm thép, dạng phá hoại là mất ổn định ngang. Khi đến gần giai đoạn phá 5.Kếtluậnvàhướngnghiêncứutươnglai Kết quả đo chuyển vị của các dầm thí nghiệm bằng phương pháp phân tích điểm ảnh cho tương - Tự động tính tốn chuyển vị, biến
dạng và ứng suất tại một điểm hoặc một mảng các điểm bất kỳ (7) Bên cạnh việc tiếp tục hồn thiện chương trình phần mềm, nhóm nghiên cứu nhận thấy một số Lờicảmơn: Chương trình nghiên cứu được tài trợ bởi Trường Đại học Xây dựng theo đề tài nghiên cứu Tàiliệuthamkhảo: 1. Sutton M.A., Chu T.C., Peters W.H., Ranson W.F. (1985), “Applications of Digital Image Correlation 2. Hobrough G.L. (2003), The Photogrammetric Record, Wiley Blackwell. 3. Peters W.H., Ranson W. F. (1982), “Digital Imaging Techniques in Experimental Stress Analysis”, Optical 4.
Sutton M.A., Wolters W.J., Peters W.H., Ranson W.F., McNeill S.R. (1983), “Determination of 5. Andersson J., Sutton M. A., Chu T. C., Peters W. H., Ranson W. F. (1984), “Application of Digital 6. Sutton M.A., Cheng M.Q., Peters W.H., Chao Y.J., McNeill S.R.
(1986), “Applications of an Optimized 8. Sutton M. A., Jang J., Babai M., McNeill S.R. (1988), “Effects of Sub-Pixel Image Restoration on Digital 9. McGowan D.M., Ambur D.R., Hanna T.G., McNeill S.R. (2001), “Evaluating the Compressive Response of 10. Dawiche D.S., Sutton M.A. (1994), “CTOA and Crack-Tunneling Measurements in Thin Sheet 2024-T3 11. Dai Y.Z., Tay C.J.,
Chiang F.P. (1991), “Determination of the Plastic Zone by Laser-Speckle Correlation”, 12. Zhang H.X., Knauss W.G. (1997), “Uniaxial, Shear, and Poisson Relaxation and Their Conversion to Bulk Relaxation: Studies on Polymethyl Methacrylate”, Polymer Composites, 18(2):211-222. 13. Zink A.G., Davison R.W., Hanna R.B. (1995), “Strain Measurement in Wood Using a Digital Image 14. Gonzalez J., Knauss W.G. (1998), “Strain Inhomogeneity and Discontinuous Crack Growth in a 15. Choi S., Shah S.P. (1997), “Measurement of Deformation on Concrete Subjected to Compression Using 16. Lichti D.D.,
Jamtsho S., El-Halawany S.I., Lahamy H., Chow J., Chan T.O., El-Bardy M. (2012), 17. Kuntz M., Jolin M., Bastien J., Perez F., Hild F. (2006), “Digital Image Correlation Analysis of Crack 18. Sutton M., Orteu J.-J., Schreirer H.W. (2009), Image Correlation for
Shape, Motion and Deformation 19. Kuntz M., Jolin M., Bastien J., Perez F., Hild F. (2006), “Digital Image Correlation Analysis of Crack 20. Sutton M., Take W.A., Hoult N.A. (2014), “Curvature Monitoring of Beams Using Digital Image 21. Yoneyama S., Kitagawa A., Iwata S., Tani K., Kikuta H. (2006), “Bridge Deflection Measurement Using |