随着科学技术的迅猛发展,层状复合材料以优越的力学性能被广泛地应用于各大工程领域。在其制造和服役过程中,由于长期受到载荷作用以及突变的外在因素影响,容易造成结构强度降低以及疲劳损伤,如果作为关键受力部件,将会给生产和安全带来极大隐患。因此对结构进行状态检测,并及时发现可能存在的损伤对结构的安全性具有重大意义。基于振动信号的损伤检测方法是一种有效的结构损伤检测技术,得到了广泛的研究和应用。结构损伤识别步骤一般为:首先判断结构是否存在损伤,进而确定损伤位置（定位）和损伤程度（定量）。本文基于振动信号,针对典型的层状复合材料不同损伤工况,开发了其相应的损伤检测算法并进行了损伤识别、定位及定量计算。主要研究内容和结果如下:（1）针对层状夹芯板脱焊损伤定位问题,提出了通过识别损伤胞元进而识别脱焊精确位置的损伤检测方法。首先针对夹芯板周期性特点,提出了胞元矩阵相关性的损伤检测方法,通过改进的曲面光滑算法解决了该方法对原始健康模型的依赖性问题,但损伤指标下降了50%以上。其次,提出了基于二维连续小波变换的损伤识别方法,不仅解决了方法对原始健康模型的依赖性问题,而且提高了损伤识别方法的抗噪能力。最后通过对数值模拟和实验测试数据的处理验证了所提各方法的有效性。（2）针对层合板在加工和服役过程中出现的结构损伤问题,提出了基于差分法和改进粒子群算法的两阶段损伤定量检测方法。首先,采用单元弹性模型降低的方法定义了结构损伤单元,通过结构振动特性分析获得了不同损伤工况层合板数值模型的模态参数,运用差分法识别了损伤大致区域。其次,以结构的柔度矩阵构建的目标函数,利用改进的粒子群算法对损伤进行了精确的定位分析和定量计算。数值分析结果表明损伤程度识别结果误差均保持在1%以下,最后通过实验验证了该方法对损伤位置识别和损伤程度定量计算的可行性。（3）为解决上述两阶段的损伤定量检测方法对第一阶段其它方法和健康模型参数的依赖性问题,提出了新的基于改进粒子群算法的损伤定量检测方法。通过改进种群初始化和优化边界单元,利用新方法直接处理损伤数据即可有效的识别出损伤单元的精确位置及其损伤程度,实现了损伤的快速定量计算,但同时随着变量数目的大幅增加,收敛次数也随之上升了2倍左右。最后通过数值模拟验证了所提出方法的有效性。