航空航天结构在长期服役的过程中,受恶劣环境的影响易发生损伤,从而导致飞行器安全性能的下降。变形和应变信息是评价飞行器结构健康状态的重要依据。因此,针对飞行器结构展开变形监测和应变场重构具有重要意义。为此,本文提出了一种基于分布式光纤光栅传感器的结构变形监测与应变场重构技术,能够提升飞行器结构健康监测能力,保障飞行器服役期间的安全性和可靠性。本文的主要研究工作包括以下几个方面:首先,针对类似运载火箭壳体的大长径比管状结构特点,分别研究了基于坐标变换原理的变形算法和基于切角递推原理的变形算法。借助ANSYS数值模拟方法,验证了两种变形算法的可行性。其次,构建了基于分布式光纤光栅传感器的大长径比管状结构变形监测系统,开发了基于图形化软件LabVIEW的管状结构变形监测可视化程序。通过比较分布式光纤变形监测系统重构出的变形量和激光位移传感器直接测量的位移量,实验验证了两种变形算法的可行性,并给出了重构误差影响因素。再次,针对机翼结构变形监测需求,研究了基于模态叠加原理的变形监测算法。采用有限元分析方法,分析了铝合金板的应变模态和位移模态。在此基础上,构建了基于光纤光栅传感器的单边固支铝合金板变形监测系统,根据光纤所测结构关键区域应变信息和结构位移应变转化关系,重构出铝合金板的位移场。最后,提出了基于模态叠加原理的柔性薄板结构应变场重构算法。采用数值模拟的方法验证了算法应用于单边固支铝合金板和四边固支复合材料板的可行性。构建了基于分布式光纤传感器的铝合金板应变场重构系统,实现了不同加载方式下铝合金板的应变场重构。