结构在使用过程中会因各种因素而产生性能的退化，特别是决定国家经济命脉的结构，试图了解和评估结构的损伤状态，为其安全决策提供可靠的依据，是当今结构工程研究的热点问题，其过程即所谓的结构损伤诊断(Damage Detection)和结构健康监测(SHM：Structural Health Monitoring)。结构损伤指工程结构中存在和发生影响结构完成预定功能的缺陷。结构损伤诊断是对结构进行检测与评估，确定结构是否存在损伤，分析判别损伤的程度与部位，并对损伤的状况和趋势进行评估。　　 传统结构的可靠性是通过设计来保障的，但是结构设计并不能保证结构在使用阶段的可靠性，因为许多结构由于设计不当或建造(制作)问题和不适宜现行规范，或者因在多年的使用过程中由于恶劣的环境--风、地震和超过使用荷载导致结构老化和恶化，从而使结构的安全受到威胁。如何科学、有效、可靠地检测损伤的出现、分布和程度是结构损伤诊断研究的科学问题，也是近代结构工程界普遍关注和研究的学科前沿课题。　　 为了更好的研究结构损伤诊断的方法，本文通过实验和模拟研究了在静、动态载荷作用下的受损悬臂梁的变形和受力情况。在实验部分，利用本课题组近8年来开发研制的基于纳米碳管与树脂基复合材料的高灵敏度电阻式应变片、普通金属丝应变片和压电陶瓷片传感器(PZT)，分别对结构的静、动态应变信号进行采集，并利用采集到的应变信号进行结构的损伤诊断。在模拟部分，利用ABAQUS有限元软件模拟了受损悬臂梁在静、动态载荷作用下变形和受力的情况，提取应变能、应变和固有频率等，并对其进行分析。　　 特别对于动态数据的处理，在以往的结构损伤诊断中，都是建立在以快速傅里叶变换(FFT)为核心的经典信号处理方法上，基本上能满足对平稳信号的特征提取和分析；但对因结构承受载荷变化等原因而产生的非平稳信号的特征提取则相对不足。本文首先用FFT分析采集到的数据，以得到结构在损伤时的时域和频域的变化特征。其次采用信号处理的前沿技术--小波分析技术进行研究和探索，弥补了传统信号处理方法的不足。　　 本文的研究工作主要有如下几点：　　 ①针对传统金属丝应变片灵敏度较低，在实验的过程中需要信号放大桥路或增幅器，使用成本较高等不足，本课题组开发了基于纳米碳管与树脂基复合材料电阻式应变片，其具有非常高的灵敏度，可以对轻微损伤或部片位置远离损伤的情况，进行有效的损伤监控或诊断。　　 ②针对在实验过程中因设备和人为操作所引起的不可避免的误差而产生的误诊，本文用有限元分析软件模拟了结构在动、静态载荷作用下的变形情况，对结果进行分析，并与实验相结合，更好的对结构进行损伤诊断。　　 ③针对传统信号处理方法对结构中非平稳信号的特征提取的不足，本文研究了基于小波分析的结构损伤特征提取和诊断。诊断实例结果表明了该方法的有效性。