随着现代工业设备大型化和规模化的发展，机械结构的承载越来越大，工作时间越来越长，机械结构的断裂失效已经成为设备结构安全性、可靠性、使用寿命的最大威胁。据统计，在各种机械结构的断裂事故中，有80％的事故缘于疲劳断裂，故疲劳断裂具有很大的危险性。监测机械结构疲劳裂纹的产生和扩展对结构安全性至关重要。针对这一问题，本文提出了一种有效的机械结构裂纹损伤扩展识别方法，以对裂纹的产生和扩展进行识别和监测，这对基于裂纹损伤的机械结构的健康监测和安全分析具有一定的参考价值。　　 本文首先综述和分析国内外的裂纹损伤识别技术的研究现状，着重介绍基于应变类参数的裂纹识别技术和光纤光栅传感技术在裂纹识别和监测中的应用，分析各种技术的优缺点。接着研究基于应变参数的裂纹识别理论，通过三种方法研究应变模态的推导，应变模态测试方法和模态参数识别方法。介绍四种基于应变参数的损伤识别方法，阐明其公式、原理和特点，并对四种方法做对比分析，得出应变频响函数损伤识别参数具有易测量、精度高的优势。应用有限元软件ANSYS建立带穿透性三维裂纹板的有限元模型，对结构应变场进行有限元分析，计算裂纹尖端应力强度因子；对四角固支的含裂纹薄板在正弦激励下的应变场进行有限元分析，并对裂纹扩展和应变场分布的关系进行了分析；提出基于应变频响函数变化幅值的裂纹损伤扩展识别指标。最后研究了光纤光栅应变传感应变原理，构建基于光纤光栅传感的四角固支薄板裂纹扩展识别实验台，进行了实验和理论分析。实验表明：本文方法可以有效的对裂纹损伤发生及扩展进行识别和监测。　　 本文创新点是提出了基于应变频响函数变化幅值的裂纹损伤扩展识别指标。其基本原理是结构发生裂纹损伤后，承载能力下降，裂纹尖端附近产生应力集中，应变发生突变，结构损伤前后的应变频响函数发生变化。并且随着裂纹的扩展，变幅将增大，而远离裂纹的区域的应变频响函数的变幅则不明显。利用此指标对裂纹尖端定位，即可对裂纹损伤发生及扩展进行识别和监测。　　 本文的研究成果是一种有效的机械结构裂纹损伤扩展识别的新方法，对基于裂纹损伤的机械结构的健康监测和安全分析具有一定的参考价值。