连接结构是飞行器的重要承力结构,其中螺栓连接是飞行器连接结构的典型形式。螺栓连接结构由于载荷形式复杂、承载较大、应力集中等原因易产生孔边裂纹,严重影响结构承载和飞行器安全。应用结构健康监测技术实时监测连接结构孔边裂纹对保证飞行器结构完整、优化飞行器维护计划具有重要的意义。现有的连接结构裂纹监测技术无法准确描述损伤信息,具有较大的局限性。针对金属螺栓连接结构复杂的孔边裂纹形式,本文首次提出并发展三种不同拓扑构型的柔性涡流传感阵列薄膜,用于构建螺栓连接结构孔边失效模式辨识以及裂纹角度（沿孔环向参数）、深度（沿孔轴向参数）、长度（沿孔径向参数）在线定量监测技术。建立含不同裂纹形式的连接结构涡流分析模型,揭示孔边裂纹诱发的孔边涡流变化规律及内在机理。通过研究激励/接收线圈产生/感知涡流的原理,对螺栓孔边有限空间内的传感薄膜进行拓扑构型优化设计,以满足不同的监测需求。实验室环境下搭建实时在线监测系统,验证了涡流传感阵列薄膜对螺栓连接结构孔边裂纹定量监测的可行性和有效性。本文主要研究工作如下:（1）为了区分裂纹在轴向深度和径向长度方向的扩展,设计了一种具有一维矩形线圈阵列构型的涡流传感阵列薄膜,线圈阵列均匀分布在螺栓孔轴向上。仿真结果表明:矩形线圈阵列的串联方式对裂纹沿深度方向扩展的监测有较大影响,当激励线圈在两个相邻线圈的边界处激励电流方向相反时,所提出的传感薄膜可以对裂纹沿轴向深度方向扩展可以有效监测。在实验室环境下搭建了螺栓连接结构孔边裂纹实时监测系统,验证所提出的一维阵列涡流传感膜用于定量化监测螺栓连接结构孔边裂纹深度和长度的可行性和有效性。（2）为了实现对金属螺栓连接结构失效模式的辨识,设计了一种具有二维阵列构型的涡流传感薄膜,线圈阵列均匀分布在螺栓孔环向与轴向上。该薄膜通过识别连接结构孔边裂纹的环向角度、轴向深度和径向长度来实现对连接结构失效模式的辨识和裂纹的定量化监测。仿真结果表明:在连接结构孔边不同角度、深度处出现裂纹时,有且仅有对应位置的接收线圈感应电压发生变化。对仿真结果进行了相应的实验验证,证明了所提出的二维涡流传感阵列薄膜可以有效辨识螺栓连接结构失效模式以及定量化监测孔边裂纹。（3）上述二维涡流传感阵列薄膜在连接结构中产生的涡流不均匀,影响裂纹角度监测效果。为了弥补该缺点,实现对螺栓连接结构孔边裂纹的无盲区监测以及裂纹角度的精确辨识,设计了一种具有二维交叉阵列构型的涡流传感薄膜,接收线圈阵列由两层二维分布的子线圈交叉层叠铺设构成。仿真结果表明:该涡流传感薄膜可以实现对连接结构孔边裂纹的无盲区监测,并通过交叉线圈感应电压之比的反正切值可以实现对裂纹环向角度的估算,同时通过该角度对应的接收线圈感应电压变化来实现对裂纹的定量化监测。通过实验验证了该传感薄膜用于辨识孔边裂纹环向角度以及定量化监测裂纹扩展的可行性和有效性。