随着航空航天事业的不断发展和飞行任务需求的日益提高，对飞行器的可靠性和使用寿命提出了越来越高的要求。在飞行器的整个运行阶段，会受到振动、冲击、噪声等各种极端环境和载荷的影响，由此可能引起冲击损伤、疲劳裂纹等结构损伤情况，进而影响飞行器的工作性能，严重时会造成灾难性事故。因此，对飞行器结构进行损伤识别，在轨监测飞行器结构的健康状况，以便及时采取有效处理措施，具有十分重要的工程意义。相比于传统的X射线探伤、超声波探伤等损伤识别方法，基于振动的无损检测方法因具有在线实时损伤诊断等优点得到大量的研究。但这些研究大都通过模态参数和动态响应来进行损伤识别，适合识别大损伤对微小损伤监控困难。而基于能量的结构损伤识别方法能够克服上述方法的缺点和不足，得到越来越广泛的关注。近年来，基于波动理论以振动能量为主要变量的能量有限元法在结构中高频振动噪声分析与控制领域的迅猛发展，为结构损伤识别研究提供了新的思路。本文查阅了国内外相关文献，对已有损伤识别方法进行了调研，在总结这些方法优缺点以及损伤识别领域研究现状与发展趋势的基础上，结合能量有限元法，提出了一种基于能量密度分布的结构损伤识别方法。首先，根据波在结构传播过程中，在不连续节点处，将会产生波的反射和透射，给出飞行器典型结构（板，梁结构）存在损伤情况的波动方程；在此基础上推导给出损伤局部的能量关系以及损伤板、梁的能量有限元方程；进行求解分析获得损伤板、梁的能量密度分布，通过仿真验证本文研究方法的正确性与有效性。其次，在上述研究基础上，针对结构损伤中最常见的形式—裂纹，采用基于能量密度的损伤识别方法进行研究。以裂纹梁为研究对象，依据损伤识别领域中的两步法，结合弯曲弹簧模型以及损伤梁的波动特性，推导出单裂纹、双裂纹悬臂梁的频率方程；对几种典型工况下的悬臂梁结构进行损伤识别仿真，仿真结果表明：基于能量密度识别方法能够准确识别各种工况下裂纹梁损伤位置，结合裂纹梁的频率方程能够获得裂纹深度。最后，基于理论研究成果，本文设计了试验，对悬臂梁结构进行基于能量密度损伤识别方法的试验验证。通过实验可得：本文提出的基于能量密度结构损伤探测方法在处理结构损伤识别问题是有效可靠的。研究表明本文所述的结构损伤识别方法适用于中高频，且对结构微小缺陷敏感，同时具有在线实时、操作简便、精确度高，不需复杂数据处理等优点，具有较高的工程应用价值。板、梁结构是复杂飞行器的重要组成部分，其研究成果具有代表性和可推广性，通过本文研究可以为未来复杂飞行器结构的损伤识别和在轨健康监测研究提供指导。