本论文综述了结构健康监测与损伤诊断的意义、研究现状及发展历程。基于振动测试的全局损伤诊断方法是当前研究的热点,本文较为全面地介绍了现有的各种损伤诊断方法,并对各种损伤诊断方法的优缺点进行了概述。由于环境激励下识别出的结构模态振型无法质量归一化,高阶模态不容易被激发出来,以及测试模态存在较为严重的不完备性。针对上述局限性,本文系统研究了基于模态应变能的结构损伤诊断方法,总结了国内外对模态应变能损伤诊断方法的研究现状,在此基础上提出了一种可以对复杂结构进行损伤诊断的方法。该方法最大的优点是需要的模态信息少——仅需要测试结构损伤前后的低阶模态信息,无需质量归一化的振型,也不需要结构转动自由度的测试信息。本文首先利用三维框架结构、Benchmark结构以及海洋平台结构有限元数值模型对该方法进行了数值验证,最后通过海洋平台物理模型实验对该方法进一步进行了实验验证。验证结果表明本文提出的损伤诊断方法能够有效地对结构的各种损伤构件进行精确定位,对构件损伤程度的评估也能得到令人满意的结果。本文提出的基于模态应变能的损伤诊断方法具有广阔的实际应用前景。