疲劳裂纹以及裂纹扩展形成的裂缝是结构失效中的主要破坏形式,结构受到本身结构缺陷、疲劳效应、材料老化、外部环境荷载等作用,由于疲劳强度的不断降低不可避免地会产生疲劳裂纹,为避免危害性事故的发生,须及时进行损伤检测并采取必要的补救措施。对结构体的损伤识别、损伤程度评估、损伤定位与结构剩余寿命预测等一系列结构健康监测技术的应用,对于结构体的安全维护存在重要的理论研究价值与工程应用前景。目前混凝土结构中的裂缝与金属中裂纹的识别主要使用基于超声的损伤检测方法,通过超声导波在结构中传播表现出的线性以及非线性特征以识别结构中的裂纹以及裂缝损伤。然而由于导波传播的衰减以及闭合裂纹检测时的透声特性,传统的无损检测方法难以检测出混凝土中较深的裂缝与金属中闭合状态的疲劳裂纹。本文结合表面波与时间反转理论对混凝土结构中的表面裂缝进行主动方式损伤识别研究,以及基于环境噪声激励下格林函数重构的方法对金属板中的疲劳裂纹进行被动方式的损伤检测研究。本文工作主要分为两部分:1.提出一种应用表面波传播理论通过时间反转过程进行混凝土结构表面裂缝识别的主动损伤检测方法,采用有限元数值仿真方法对表面波压电激励与接收的时间反转过程进行研究。根据表面波时间反转过程得到的重构信号和初始激励信号的相关程度建立了损伤指数。数值仿真结果表明,混凝土表面裂缝越深,时间反转重构波形与激励波形差异程度越大,其损伤指数越大,该方法能够有效地识别出混凝土结构的表面裂缝。2.提出了一种通过环境噪声激励重构格林函数的疲劳裂纹检测方法,并验证了不均匀噪声源分布下该被动检测方法的有效性。疲劳裂纹通常产生非线性效应,其中不同激励幅值与频率将导致不同的非线性响应,本研究对不同噪声幅值和频率范围内的裂纹识别方法的能力进行了分析。通过铝板上进行实验研究,使用大电压噪声激励以激发裂纹非线性效应,提取不同被动传感器位置间的格林函数,根据从裂纹初始闭合状态和裂纹张开-闭合状态之间的格林函数变化程度构建了损伤指数,根据损伤指数与概率分布计算损伤定位成像图,最终检测出预制的疲劳裂纹。本文成功地识别、定位出铝板中引入的疲劳裂纹,通过从环境噪声重构格林函数能够检测出板状金属中的疲劳裂纹损伤。