为达成“碳中和”目标,风电作为清洁能源,其产业规模在未来十四五规划期间将不断提升。然而,相对落后的管理维护制度无法匹配急速扩张的行业规模,现存风电场老化严重,因此如何通过健康监测手段保证风电机组安全运行成为新的研究方向。在风电机组日常运行中,交变荷载产生的疲劳作用使得螺栓出现松动,而法兰螺栓连接作为风电机组塔筒的重要连接部分,其连接的可靠性对整体结构的安全和稳定具有重要意义,因此有必要对法兰螺栓健康状态进行实时监测。本文利用健康监测技术,设计了一套基于PVDF压电材料的无线应变监测系统,提出了一种基于动应变的法兰螺栓松动诊断方法,结合两者可实现实时监测螺栓健康状态,主要工作成果如下:（1）设计了无线应变监测系统,系统分为数据采集、数据储存、数据传输三大板块,主要由聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride,简称PVDF）应变薄膜、无线应变传感器、网关、电脑终端组成。由于采用了低功耗的Zigbee技术加上最新的锂电池技术,无线应变传感器可以连续稳定工作三个月以上,同时采用传感器临时储存和网关永久储存策略,数据可以大幅减小丢包率。（2）提出了法兰螺栓失效诊断方法,首先利用等效静力法提出塔筒法兰螺栓监测原理,阐述螺栓松动与法兰附近动应变间的关联;其次为反映螺栓松动前后测点应变变化、消除瞬时误差,将应变数据离散化,提出均方根差比RMSCR（root-men-square deviation change rate）;最后结合RMSCR指标与监测理论提出关于应变监测测点的三个推断（1、测点监测范围有限;2、测点可实现自身区域范围监测,区域外螺栓松动无影响;3、测点可反应区域内螺栓松动程度）。同时,基于推断3提出区域松动指标ADI（Area damage index）,用于反映区域内螺栓松动程度。（3）完成了数值模拟与试验验证,通过数值模拟设计了一系列工况开展法兰螺栓松动研究,进行监测理论可行性与三个推断正确性的数值验证。最终,数值模拟结果确定了监测理论的可行性,证实了三个推断的正确性,并就推断2部分进行完善,补充了区域外与区域内两颗相邻的螺栓工况影响。在研究、验证同时,数值模拟所得到的数据进一步对试验的开展做出指导,确定了试验试件的荷载形式与大小、测点最佳布片位置以及螺栓松动工况。后续的实验验证了数值模拟的结果可靠性及失效诊断方法的可行性。