光纤光栅与基体损伤之间的长期耦合效应是光纤光栅传感领域一个基础研究课题。本文在课题组已有关于光纤光栅传感器多层界面应变传递规律的研究基础上,针对基体结构在塑性大变形、蠕变、疲劳和裂纹等条件下的宏观损伤、微缺陷损伤、界面滑移等不同性质的损伤,较系统地研究了光纤光栅与基体之间的长期耦合效应。主要工作包括:首先,从理论上分析和推导了基体宏观形变损伤如塑性变形、蠕变、疲劳以及裂纹与光纤光栅的长期耦合效应的一般关系,给出了光纤光栅应变传递特征因子以及相应的误差修正方法,并进行了影响因素分析。其次,通过有限元仿真分析和试验研究对基体宏观形变损伤与光纤光栅的耦合效应进行了深入研究,探讨了光纤光栅应变传递误差修正的必要性。此外,理论分析了当基体材料微缺陷与宏观损伤同时存在时基体与光纤光栅的耦合效应,并研究了光纤光栅的应变传递特征系数。然后,对光纤光栅传感器与基体间界面存在滑移损伤时两者的耦合效应进行了理论分析与仿真模拟研究,分析了该工况下传感器的应变传递率以及误差修正系数。最后,基于基体损伤与光纤光栅的耦合效应分析结果,从封装材料的选择和封装尺寸优化两个角度给出了光纤光栅传感器的优化设计方法,并结合工程实例描述了传感器优化设计方法的应用。