目前,大型基础类设施的在线健康诊断技术已成为业界的热门研究对象。模态分析则是现阶段结构损伤监测的重要技术手段。随着研究的日益深入,资金的不断投入,工程应用现场实际需求的提高,无线传感技术将成为健康监测系统发展的下一个热门研究方向。本文采用理论推导、建模仿真和实验验证的方法,研究了工作应变模态应用于结构健康诊断中存在的一些关键性问题,主要包括模态参数的识别和无线传感技术的应用。研究结果能为今后开展实际意义上的大型结构在线健康监测积累经验。本文的研究工作主要由以下几个方面构成：1、考虑到采用环境激励的方式更符合工程应用的实际要求,以及应变类型的指标在结构的局部损伤中拥有突出的识别效果,以应变频响函数的理论为基准,对在频域内识别工作应变模态参数的算法进行了细致的推导。最后,通过对应变的幅频响应曲线的峰值进行判断识别出结构的固有频率,根据应变的幅值谱的比值得到应变模态的幅值,利用互谱实部的正负符号来确定模态的相位。2、使用商用的大型有限元分析软件ANSYS建立带有不同程度损伤的钢梁的3D模型,进行模态的数值仿真分析。通过Matlab对提取出的仿真数据进行处理并绘制出振型图,分析出振型与损伤突变之间的关系。3、使用电阻应变片,采取环境激励的方式,对预设损伤的钢梁进行模态分析实验。实验中采用了无线传感技术来获取钢梁实时的应变数据。4、使用商用的DHMA模态技术分析软件对实验数据进行分析,得到钢梁的工作应变模态,然后用Matlab对模态参数文件作进一步的分析,得出简支梁的工作应变模态和损伤间的关系。研究结果表明工作应变模态在结构损伤识别中有很好的应用前景。