光纤光栅传感器是一种新型传感元件,其体积小、质量轻、灵敏度高、耐腐蚀等,在结构健康监测领域中有着广泛的应用。光纤光栅传感器的性能对健康监测的精确、稳定、高效至关重要。本论对光纤光栅传感器的应变传递进行研究,通过理论推导、仿真计算、实验测试,探究了传感器的应变传递率、各层强度、基体层结构优化等问题。设计制作了光纤光栅传感器,对传感器的精度、灵敏度和监测范围等性能参数进行了实验测试,得到了优化的传感器和准确的监测效果,并将其应用于开发的冶金起重机结构应力状态监测系统。主要研究内容如下:（1）建立光纤光栅传感器的应变传递力学模型。对应变传递进行理论推导,得到了传感器的应变传递率表达式,并对其特殊的结构进行了有限元修正计算。分析了传感器应变传递率的各影响因素,并用有限元仿真进行了各影响因素的仿真验证,验证了理论推导的正确性。（2）光纤光栅传感器的强度分析及仿真。计算了静强度下传感器各层强度和失效顺序,给出静强度下传感器的有效应变监测范围。在周期载荷作用下,仿真计算了传感器基体层的疲劳强度,拟合了传感器基体层的疲劳寿命曲线,给出疲劳载荷下传感器的有效应变监测范围。（3）光纤光栅传感器基体层结构优化。通过有限元仿真计算,以回形结构基体层传感器的四个尺寸参量:回形结构到中截面的距离、中截面宽度、槽宽、槽深为变量,探究各参量对应变敏感的影响,获得各尺寸参数的优化值,并设计制作了光纤光栅传感器。（4）光纤光栅传感器性能实验测试。对传感器的未知参数进行了实验标定,同时测得传感器的灵敏度、精度和有效测量范围。将光纤光栅传感器与标准的电阻应变传感器进行比较,探讨了进一步的优化方案。将光纤光栅传感器应用于冶金起重机结构应力状态监测,在应变敏感区域,以多点位、多维度的应变数据构建了一套冶金起重机数据采集系统。利用多点同步传输采集多维度应变数据,处理后上传到网络服务器,为在云平台进行的存储与分析提供基础数据。