Dao động và ổn định của tấm nano tựa trên nền đàn hồi biến đổi
Trang: 2238-2251 Thân Văn Toản, Trương Thị Hương Huyền, Đào Văn ĐoanTóm tắtCác kết cấu nano được sử dụng rộng rãi trong các vi mạch điện tử, cảm biến, thiết bị quân sự. Việc tính toán đáp ứng cơ học của các kết cấu kích thước nano là cơ sở khoa học để giúp các kỹ sư trong việc thiết kế, chế tạo các kết cấu dạng này trong thực tế kỹ thuật. Dựa vào phần tử bốn nút, mỗi nút có sáu bậc tự do, bài báo nghiên cứu đáp ứng dao động riêng và ổn định của tấm nano tựa trên nền đàn hồi biến đổi. Phương trình cân bằng cho tấm nano được tìm ra trên cơ sở lý thuyết biến dạng cắt bậc ba, giải thuật phần tử hữu hạn đã được áp dụng để giải phương trình cân bằng này và tìm ra tần số dao động riêng và tải tới hạn của tấm nano. Thông qua so sánh với kết quả giải tích và kết quả của phương pháp phần tử hữu hạn đã công bố, bài báo đã minh chứng sự tin cậy và tính hội tụ của lý thuyết tính toán. Trên cơ sở đó, bài báo tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số tham số vật liệu, hình học, điều kiện biên, nền đàn hồi đến đáp ứng tần số, dạng dao động riêng và tải tới hạn của tấm nano
Trang: 2252-2263 Phạm Thanh Tuấn, Hồ Quốc Bằng, Hồ Minh Dũng, Nguyễn Thoại TâmTóm tắtBằng cách thu nhận thông tin tàu thuyền, Hệ thống giám sát và điều phối giao thông hàng hải (VTS) không những đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện sớm các nguy cơ đâm va của tàu thuyền trên biển để kịp thời cung cấp thông tin, chỉ dẫn, khuyến cáo cần thiết mà còn có thể là công cụ kiểm soát ô nhiễm khí thải từ tàu thuyền. Áp dụng phương pháp kiểm kê khí thải (từ dưới lên) đối với trường hợp tàu Long Phú 16 vận chuyển xăng dầu hành trình tại vùng nước cảng biển Thành phố Hồ Chí Minh cho thấy khả năng cắt giảm đến khoảng 17% lượng khí thải phát sinh từ tàu trong thời gian hành trình nếu có sự tham gia điều phối của Hệ thống VTS. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy tiềm năng đóng góp của Hệ thống VTS thay thế cho các phương tiện điều tiết, dẹp luồng. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy thông qua chức năng điều phối và hỗ trợ tàu thuyền có thông số kỹ thuật phù hợp hành trình trên luồng hàng hải, Hệ thống VTS có thể giúp rút ngắn thời gian tàu hành trình và giảm thiểu phương tiện điều tiết, cảnh giới tại một số khu vực có rủi ro cao về tai nạn hàng hải từ đó giảm thiểu lượng lớn khí thải phát sinh từ hoạt động của tàu thuyền
Trang: 2264-2277 Trần Thế Quang, Nguyễn Hoàng Linh, Đinh Thế Hưng, Phạm Quốc Việt, Nguyễn Trung Kiên, Đỗ Văn TrườngTóm tắtVật liệu 2D với nhiều tính chất ưu việt đã nhận được sự quan tâm của các nhà khoa học. Trong số đó, cấu trúc SiS đơn lớp là một vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng thực tiễn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định các tính chất cơ học, điện tử và áp điện của vật liệu SiS đơn lớp bằng lý thuyết phiếm hàm mật độ. Đầu tiên, kết quả phổ dao động phonon, phổ dao động nhiệt và các hằng số đàn hồi được sử dụng để làm sáng tỏ tính ổn định của vật liệu. Bên cạnh đó, thông qua việc áp dụng biến dạng cơ học, chúng tôi đã khám phá được hành vi cơ học cũng như điều chỉnh cấu trúc vùng năng lượng của vật liệu SiS đơn lớp. Cuối cùng, tính chất áp điện của vật liệu được làm sáng tỏ qua mối quan hệ giữa biến dạng và độ lệch phân cực giữa các nguyên tử. Hệ số điện tích áp điện và hệ số ứng suất áp điện thu được đã tiết lộ vật liệu SiS đơn lớp là một ứng cử viên sáng giá trong lĩnh vực áp điện. Những kết quả của chúng tôi là minh chứng cho tiềm năng của cấu trúc SiS và cung cấp thông tin hữu ích cho việc ứng dụng vật liệu này trong các thiết bị điện tử tiên tiến
Trang: 2278-2288 Vũ Thị Thu Nga, Cao Quang Khải, Christelle GuiGuiTóm tắtCông nghệ màng MBR được ứng dụng để xử lý nước thải đô thị với hiệu suất cao, tuy nhiên nguồn nước này không thể sử dụng trực tiếp để tưới tiêu và trong các quá trình sản xuất nếu nồng độ chất ô nhiễm siêu vi trong dòng thấm của MBR cao. Vì vậy, sự kết hợp lọc thẩm thấu ngược (RO) sau MBR cần được thực hiện nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm siêu vi, và thu hồi chất lượng nước tốt hơn. Nghiên cứu này tập chung vào ứng dụng kết hợp công nghệ màng MBR và lọc RO trong việc loại bỏ một số chất ô nhiễm điển hình, đặc biệt là chất ô nhiễm siêu vi có trong nước thải đô thị. Ba chất ô nhiễm dược phẩm là carbamazepine, diclofenac và ketoprofen được lựa chọn để đánh giá hiệu suất xử lý của công nghệ MBR và sự kết hợp MBR-RO. Kết quả nghiên cứu đã chứng minh khả năng phân huỷ sinh học của ketoprofen trong MBR đạt trên 80%; trong khi đó hiệu suất loại bỏ carbamazepine (-7%) và diclofenac (16%) bởi MBR rất thấp. Tuy nhiên, sự kết hợp MBR-RO đã thu được hiệu suất trên 92% đối với cả ba chất ô nhiễm này. Đặc biệt, hiệu suất khử nitrat bởi màng lọc thẩm thấu ngược RO (> 86%), đã xác nhận sự cần thiết của RO như một công nghệ xử lý sau MBR để thu hồi chất lượng nước cao hơn
Đáp ứng uốn và ổn định của tấm nano chịu nén trên một đoạn chiều dài cạnh
Trang: 2289-2302 Lê Trường Sơn, Văn Minh ChínhTóm tắtNgày nay, các tấm nano làm từ vật liệu có một số hiệu ứng đặc biệt (hiệu ứng flexomagnetic, flexoelectric) ngày càng được sử dụng phổ biến để chế tạo các cảm biến, các vi mạch hoặc các thiết bị cỡ nhỏ công nghệ cao. Do vậy, việc nghiên cứu tìm ra đáp ứng cơ học của các tấm nano là một yêu cầu cấp thiết, vì điều này sẽ góp phần quan trọng trong việc tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu quả sử dụng chúng trong thực tế. Bài báo này đã kết hợp giữa lý thuyết biến dạng cắt kiểu mới và phương pháp phần tử hữu hạn để trình bày nghiên cứu đáp ứng uốn tĩnh và ổn định của tấm nano tựa trên nền đàn hồi biến đổi chịu ảnh hưởng của hiệu ứng flexomagnetic, điều khác biệt của nghiên cứu này so với các nghiên cứu đã có là lực nén không tác dụng lên toàn bộ chiều dài cạnh tấm mà chỉ tác dụng lên một đoạn nhất định. Sự hội tụ và độ tin cậy của bài báo này được kiểm tra thông qua sự so sánh với các kết quả đã công bố. Bài báo cũng đưa ra các số liệu khảo sát ảnh hưởng của các tham số hình học, vật liệu, điều kiện biên, chiều dài tác dụng của tải trọng và nền đàn hồi đến chuyển vị uốn và tải tới hạn của tấm nano
Trang: 2303-2317 Nguyễn Duy Khanh, Cao Văn Kiên, Nguyễn Ngọc SơnTóm tắtThiết bị truyền động áp điện (PEA) đang nhận được sự quan tâm ngày càng tăng nhờ tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như robot siêu nhỏ, hệ thống vi cơ điện tử và kỹ thuật y sinh. Tuy nhiên, việc thiết kế mạch điều khiển và thu thập dữ liệu hiệu quả cho PEA, đồng thời triển khai thuật toán điều khiển phản hồi để đảm bảo hoạt động chính xác vẫn là một thách thức đáng kể. Bài báo này tập trung vào khía cạnh nghiên cứu thực nghiệm gồm trình bày một giải pháp thiết kế mạch điều khiển và thu thập dữ liệu cho thiết bị truyền động áp điện PZS001. Mạch phần cứng bao gồm các khối chức năng chính là nâng áp, hạ áp, xử lý tín hiệu hồi tiếp từ cầu Wheatstone tích hợp trong PZS001 và khuếch đại tín hiệu điều khiển. Quá trình thiết kế gồm tính toán lý thuyết, thiết kế mạch nguyên lý và lựa chọn linh kiện, mô phỏng và đo kiểm thực tế để đánh giá về khả năng hoạt động, tính tin cậy của mạch. Sau đó, bộ điều khiển PID được áp dụng để điều khiển vị trí dịch chuyển của hệ PEA. Kết quả điều khiển thực nghiệm đã chứng minh hiệu quả và độ ổn định của hệ thống, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển chính xác
Trang: 2318-2332 Nguyễn Đức Toàn, Đỗ Đức TuấnTóm tắtTuyến đường sắt đô thị Cát Linh - Hà Đông có 13 đoàn tàu, mỗi đoàn tàu gồm 4 toa xe có cấu hình Tc1-M0-M1-Tc2, với 26 toa động lực và 26 toa kéo theo. Sử dụng phần mềm “Đánh giá giá độ tin cậy và an toàn của phương tiện đường sắt đô thị tuyến Cát Linh - Hà Đông trong quá trình khai thác”, với số liệu thống kê về các sự cố gây gián đoạn chạy tàu trên tuyến và sự cố dẫn đến sửa chữa đột xuất tại depot, đã xác định được độ tin cậy của các phân hệ, độ tin cậy của các loại toa xe và đoàn tàu, độ tin cậy và thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe do hao mòn. Bài báo này trình bày một trong những nội dung nêu trên, đó là đánh giá độ tin cậy của các toa xe và các đoàn tàu trong quá trình vận hành trên tuyến và trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa tại depot. Kết quả tính toán cho phép hình dung được mức tin cậy, tính sẵn sàng, khả năng bảo dưỡng của các đối tượng đã nêu, giúp cho đơn vị sử dụng có các giải pháp thích hợp trong việc lập kế hoạch dự phòng phụ tùng, vật tư thay thế; các giải pháp giảm thời gian dừng để bảo dưỡng, sửa chữa, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác của phương tiện
Phân loại hư hỏng khung thép bằng mạng nơ ron tích chập một chiều và cơ chế chú ý kênh
Trang: 2333-2344 Nguyễn Hữu Quyết, Lê Văn Vũ, Trần Ngọc HoàTóm tắtTrong lĩnh vực giám sát sức khỏe kết cấu (SHM), việc nghiên cứu các mô hình học sâu như mạng nơ-ron tích chập một chiều (1DCNN) để xử lý, phân tích các bộ dữ liệu thời gian đã được đặc biệt quan tâm. Tuy nhiên, mô hình 1DCNN không đạt được độ chính xác cao với dữ liệu có chiều dài quá lớn. Do đó, nghiên cứu này đề xuất phân loại chính xác hư hỏng trong kết cấu khung thép bằng cách kết hợp 1DCNN với cơ chế chú ý kênh (CA). Sự kết hợp này cải thiện hiệu năng của mô hình trong việc tập trung vào các đặc trưng nổi bật trong dữ liệu chuỗi thời gian, từ đó nâng cao độ chính xác trong phân loại. Nghiên cứu áp dụng bộ dữ liệu Qatar University Grandstand Simulator (QUGS), một bộ dữ liệu quy mô lớn được xây dựng cho mục đích kiểm tra hiệu quả các mô hình trong lĩnh vực SHM. Thông qua quá trình huấn luyện, mô hình đề xuất 1DCNN-CA đạt hiệu suất vượt trội so với mô hình 1DCNN truyền thống, với độ chính xác cao hơn trong cả hai tập dữ liệu xác thực và kiểm tra lần lượt là 95,7% và 93,6%. Các kết quả thu được cho thấy việc tích hợp cơ chế chú ý kênh cải thiện đáng kể độ chính xác của các mô hình học sâu trong bài toán phân loại hư hỏng và có nhiều tiềm năng trong các vấn đề thuộc lĩnh vực SHM
Nghiên cứu phương pháp tiền xử lý dữ liệu quan trắc liên tục gnss của cầu dây văng nhiều trụ tháp
Trang: 2345-2355 Lê Văn Hiến, Lê Minh Ngọc, Trần Đức CôngTóm tắtCông nghệ định vị vệ tinh GNSS đã và đang được ứng dụng phổ biến trong quan trắc liên tục chuyển vị của cầu dây văng nhịp lớn với nhiều ưu điểm vượt trội và hiệu quả cao. Tuy nhiên, dữ liệu quan trắc liên tục GNSS thời gian dài có một dung lượng rất lớn và xuất hiện nhiều dữ liệu bất thường như dữ liệu bị mất, dữ liệu nhiễu, gây ảnh hưởng đến độ chính xác và độ tin cậy khi phân tích kết quả quan trắc chuyển vị công trình. Bài báo này tập chung nghiên cứu các phương pháp tiền xử lý dữ liệu quan trắc liên tục GNSS của cầu dây văng. Một bộ dữ liệu quan trắc GNSS của một cầu dây văng nhiều trụ tháp thực tế được trích xuất để nghiên cứu. Sau đó, các dữ liệu bất thường hoặc dữ liệu mất được xử lý nội suy bằng phương pháp Hampel. Tiếp theo, phương pháp tính chuyển tọa độ Helmet được áp dụng để tính chuyển dữ liệu đo từ hệ tọa độ không gian địa tâm về hệ tọa độ công trình cầu. Cuối cùng, dữ liệu sau xử lý được dùng để đánh giá độ chính xác kết quả quan trắc cũng như phân tích chuyển vị của các điểm đặc trưng trên cầu
Ảnh hưởng của tro bay và xỉ lò cao đến cường độ của bê tông hạt nhỏ tính năng cao
Trang: 2356-2370 Ngô Đức Chinh, Lê Thanh Hà, Đỗ Anh TúTóm tắtSử dụng tro bay (TB) và xỉ lò cao (XLC) thay thế một phần xi măng trong bê tông hiện nay đang được sự quan tâm lớn của các nhà khoa học trong nước cũng như trên thế giới, nhằm giải quyết lượng lớn phế thải công nghiệp này theo hướng phát triển bền vững. Bài báo trình bày ảnh hưởng của TB và XLC đến cường độ chịu uốn và nén của bê tông hạt nhỏ tính năng cao (BTHNTNC). Trong nghiên cứu này, TB được thay thế xi măng với hàm lượng 30% theo khối lượng, XLC được thay thế xi măng từ 15-45% theo khối lượng. Kết quả cho thấy, TB và XLC làm giảm lượng dùng phụ gia siêu dẻo và làm tăng tính công tác của hỗn hợp bê tông; có thể chế tạo BTHNTNC với tổng lượng dùng TB và XLC lên tới 75% thay thế xi măng và cường độ chịu nén đạt đến 80 MPa. Tăng hàm lượng TB và XLC thay thế xi măng làm giảm cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi sớm 3 ngày, nhưng ở 7 ngày và đặc biệt ở 28 ngày cường độ chịu nén của BTHNTNC bằng hoặc cao hơn bê tông sử dụng 100% xi măng tùy theo lượng TB và XLC thay thế. Tuy nhiên, cường độ chịu uốn của bê tông sử dụng TB và XLC ở 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày nhỏ hơn cường độ chịu uốn của bê tông 100% xi măng
Trang: 2371-2384 Trương Văn Quyết, Nguyễn Ngọc Lân, Đào Văn ĐôngTóm tắtMô đun động (|E*|) của bê tông asphalt là một trong những thông số đầu vào quan trọng nhất cần được xác định, được sử dụng để thiết kế kết cấu mặt đường theo phương pháp cơ học thực nghiệm. Mô đun động thể hiện độ cứng của bê tông asphalt nhằm đáp ứng khả năng chịu tải trọng của mặt đường. Bài báo này trình bày kết quả thí nghiệm |E*| của hỗn hợp asphalt tái chế nóng sử dụng 50%RAP và phụ gia tái sinh. Hai loại phụ gia tái sinh gốc dầu thực vật (Prephalt và SV) và một loại phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ (HS1) được sử dụng trong hỗn hợp tái chế tương ứng với các tỷ lệ 7,5%, 8,3% và 10,5% theo khối lượng bitum cũ trong RAP. Các hỗn hợp được hoá già ngắn hạn và hoá già dài hạn trước khi chế tạo mẫu thí nghiệm. Bốn mức nhiệt độ (4, 21, 37 và 54°C) và sáu tần số thí nghiệm (0,1, 0,5, 1, 5, 10 và 25 Hz) được lựa chọn để thí nghiệm |E*|. Kết quả chỉ ra rằng, tất cả các yếu tố bao gồm nhiệt độ thí nghiệm, tần số thí nghiệm, điều kiện hóa già, hàm lượng RAP và loại phụ gia tái sinh đều có ảnh hưởng đến giá trị mô đun động |E*|. Ngoài ra, kết quả thực nghiệm cho thấy rằng, hỗn hợp sử dụng RAP có |E*| cao hơn so với hỗn hợp không sử dụng RAP. Cả ba loại phụ gia tái sinh đều có hiệu quả làm giảm độ cứng của hỗn hợp asphalt tái chế ở điều kiện hóa già ngắn hạn và hoá già dài hạn so với hỗn hợp 50% RAP không có phụ gia tái sinh. Xét về ảnh hưởng của loại phụ gia tái sinh đến |E*| thì hỗn hợp sử dụng phụ gia tái sinh gốc dầu mỏ thể hiện sự lão hóa thấp hơn so với phụ gia tái sinh gốc dầu thực vật khi trải qua quá trình hóa già dài hạn
Trang: 2385-2399 Lê Văn Vũ, Nguyễn Đức Lương, Trần Thế Hiệp, Bùi Tiến Thành, Nguyễn Thị Cẩm NhungTóm tắtHệ thống giám sát sức khỏe kết cấu (SHM) thường phải đối mặt với vấn đề mất mát dữ liệu, điều này làm giảm hiệu quả và độ chính xác trong quá trình phân tích, đánh giá tình trạng của các công trình. Bài báo đề xuất một mô hình kết hợp giữa mạng nơ-ron tích chập đồ thị (GCN) và mạng bộ nhớ ngắn dài hạn (LSTM) để giải quyết vấn đề này. Mô hình này tận dụng khả năng của GCN trong việc nắm bắt các mối quan hệ không gian giữa các cảm biến và khả năng của LSTM trong việc xử lý dữ liệu chuỗi thời gian, giúp mô hình dự đoán chính xác các giá trị bị thiếu dựa trên dữ liệu lịch sử và vị trí của các cảm biến. Mô hình được thử nghiệm trên dữ liệu gia tốc thu thập từ 8 cảm biến gắn trên cầu dây văng trong phòng thí nghiệm. Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình đạt được hiệu suất dự đoán tốt với sai số toàn phương trung bình (MSE) là 0,0003 và sai số tuyệt đối trung bình (MAE) là 0,007 sau 500 bước lặp. Các biểu đồ so sánh dữ liệu thực thế và dữ liệu được khôi phục cũng cho thấy các biến động của hai chuỗi dữ liệu là khá tương đồng, chứng tỏ mô hình có khả năng nắm bắt xu hướng của dữ liệu thực tế
Trang: 2400-2414 Nguyễn Tiến Dũng, Nguyễn Văn HưngTóm tắtBê tông rỗng (BTR) là một vật liệu tiềm năng cho các giải pháp xây dựng bền vững, đặc biệt trong bối cảnh yêu cầu cao về quản lý nước mưa và giảm ngập úng. Nghiên cứu này trình bày ảnh hưởng của các yếu tố thành phần vật liệu đến một số tính chất cơ lý của BTR bao gồm độ rỗng, cường độ chịu nén và khối lượng thể tích. 12 cấp phối bê tông đã được chế tạo với các tính năng cơ lý được điều chỉnh trong một phạm vi tương đối rộng: cường độ chịu nén dao động trong khoảng 7-22 MPa, độ rỗng từ 11-35%, khối lượng thể tích từ 1760-1930 kg/m3. Các kết quả thí nghiệm cho thấy các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của BTR bao gồm kích thước và phân bố cốt liệu, tỷ lệ nước/xi măng, tỷ lệ thể tích cốt liệu/ hồ xi măng, hàm lượng xi măng và hàm lượng nước. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là chìa khóa để đạt được sự cân bằng giữa cường độ và độ rỗng, đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng trong thực tế. Các kết quả trong nghiên cứu này góp phần bổ sung thêm dữ liệu thực nghiệm cho công tác thiết kế thành phần BTR trên cơ sở sử dụng các vật liệu phổ biến tại Việt Nam
