从传感器采集的信号包含有很多信息，包括与结构损伤信息无关及有关的信号。通常 情况下，由于外界环境噪声的藕合，使得对损伤特征信号的分析异常的困难。结构健康监 测中的信号处理包括信号的前处理(预处理)以及信号分析等部分。在对信号进行分析之前， 从传感器采集到的信号需要进行前处理，过滤掉大部分的无用及干扰信号。信号分析则是对信号进行损伤特征提取，获得结构的损伤特征，从而判断结构的健康状况。

1。2。4 建模和分析技术论文网

由于传感器和结构藕合的形态异常复杂，结构中存在复杂的力一电一热一磁等多场藕 合效应，而且由于结构健康监测系统往往工作于复杂载荷和恶劣环境作用下，结构系统有 可能产生高度的非线性变形和极为复杂的失效模式，而且除了损伤之外，还有很多因素影 响传感信号(例如结构的边界约束)，因此获得结构损伤与特征信号之间的关系是比较困难 的。从数学意义上来说，结构健康监测是一个非线性的系统求解问题，有很多种理论和数 值分析的方法来求解。因此很有必要对集成进传感元件的结构系统建立有效的力学物理模 型，对结构响应的模式进行分析和模拟，发展新的数值分析和优化设计方法。其中建立传

感器和结构的藕合模型是非常重要的。

1。2。5 结构健康监测的应用领域和前景

1979 年，美国 NASA 启动了一项智能蒙皮计划，弗吉尼亚理工学院及州立大学的 Claus 等人首次将光纤传感器埋入在碳纤维增强复合材料蒙皮中，使材料具有感知应力和判断损 伤的能力，这是世界上第一次关于结构健康监测系统的初步尝试，当时称这种材料系统为 光纤机敏结构与蒙皮。1995 年，白宫科技政策办公室和国家关键技术评审组将智能材料与 结构技术列入“国家关键技术报告”中。1997 年，智能结构被列为“基础研究计划”的六 项战略研究任务之一[2]。在航空领域，在美国军方和政府部门的多项研究计划中都采用了 结构健康监测技术。例如，在 USAF 的资助下，美国针对 F-18, F-22, JSF 等飞行器，已进行 了结构健康监测技术的应用基础研究。美国诺斯罗普一格鲁门公司利用压电传感器及光纤 传感器，监测具有隔段的 F-18 机翼结构的损伤及应变;欧洲联合研制的 Eurofight 2000 新型 战机亦采用了先进的结构健康监测技术进行了飞行载荷的监测。在民用航空领域，波音公 司计划在新型飞机 7E7 上探索采用结构健康监测技术探测结构微裂纹，此前他们已在 Delta 767 上进行了湿度监测研究[3-7]。

英国实施了海上平台智能结构系统的研究计划，针对航海目标、研究以全光纤传感为 核心的复合材料海上平台系统，以探索在恶劣的海洋环境下海上平台的健康监测试验等综 合技术;英国石油机构声称，由于采用结构健康监测系统，他们的海上石油平台得到了很好 的经济效应，平均每一个海上石油平台可以节省五千万英镑左右。2000 年 Solomon 等人所 研究的海上平台结构高 180 米，重 21000 吨，可以支撑 30000 吨重量。来自海浪的动态载 荷相当明显，可以用来测量海浪的影响和结构的响应，包括挠度和加速度。该系统已经顺 利运行了六年，并且结构保存完好。我国哈尔滨工业大学也在 863 项目的资助下，对海洋钻井平台的结构健康监测系统进行了系统研究[8]。 随着该技术逐步走向成熟，应用领域会越来越广。它的成熟运用可以节约很多的检修和维护费用，并大大的提高结构的安全性。在飞行器飞行的过程中，可以时时地反馈飞行 器的结构状态信息，并给出安全等级的报告。当飞行器出现问题时，危险等级可给飞行员 提供参考是继续任务还是马上回航降落，或采取什么紧急措施。这对保障飞行器的安全性 能是大大提高。该项技术已经有很多应用于实践，随着这些实践评估报告的给出，该项技 术会越来越走向实用和成熟。