由于荷载作用、腐蚀效应和材料劣化等诸多不利因素的影响,结构不可避免地会产生损伤累积,抗力逐渐衰减,进而失效或破坏,严重者可能造成灾难性悲剧。因此,研究便捷而可靠的结构损伤识别技术,科学评估结构的技术状态,具有重要的理论意义及工程应用价值。本文以梁结构为研究对象,通过理论分析与数值模拟计算,深入研究了结构固有频率变化率与结构损伤之间的内在联系,进而实现了结构损伤的有效识别。主要内容和创新点如下:(1)运用结构摄动理论,建立起梁式结构模态应变能与结构损伤前后对应阶固有频率变化率之间的关系。通过提取反映结构损伤特征的固有频率变化率比值,构建起表示结构损伤的特征向量和模式向量,利用模式识别技术,实现了梁结构单一损伤的识别;并以单裂纹悬臂梁结构为例,通过数值模拟和试验验证了该方法的有效性。(2)利用结构单元损伤因子、结构模态应变能及结构对应阶固有频率变化率等信息,构建起结构多损伤识别目标函数,进而利用有约束的最小二乘法,实现了梁结构多个损伤的识别。在此基础上,为了提高该方法结构损伤识别结果的精度,从减少结构损伤单元个数和增加结构频率信息量出发,分别提出了有限损伤法和附加质量法。(3)有限损伤法通过建立起只包含少量单元损伤因子的目标函数,采用最近邻法作为分类原则,从而实现梁结构多个损伤的识别。悬臂梁算例和悬臂梁两个裂纹试验结果表明,该方法在少量固有频率信息下也能实现结构多个损伤的识别。(4)利用附加质量法,进一步丰富了结构的固有频率信息,从而构建起原结构和附加质量结构固有频率信息的目标函数,进而利用最小二乘法,实现了结构多损伤的识别;并以一对称简支梁结构为例,验证了该方法的可行性和良好的抗噪性。(5)运用灵敏度分析方法,建立起结构固有频率变化率与附加质量块添加位置之间的关系,提出了附加质量块的添加原则;并将其运用到附加质量法中,从而有效地丰富了结构的固有频率信息,提高了结构多损伤识别的精度。