随着现代工业与科技的快速发展,人们对机械构件的基本特性要求逐渐提高,尤其机械构件的使用寿命更是成为了重点关注问题。在实际的工业生产中,构件经过了铸造、装配、切削、焊接等多个机械加工阶段时,会在内部形成一定量大小的残留应力。机械构件的工作精度、抗疲劳能力和屈服极限等都会因为残余应力的出现而降低,最终使得在实际使用过程当中出现裂纹甚至出现不可恢复的形变,导致机械构件的使用寿命降低。因此,在工程实际当中选择合适的手段来检查机械内部是否有残余应力对日常生活以及工业生产都有着至关重要的作用。本文以焊接钢板为研究对象,将希尔伯特-黄变换理论用于焊接钢板振动信号分析,引入模态能量与模态能量熵的定义,在能量角度对焊接钢板的振动信号进行分析,以此作为判断构件残余应力的一种新方法,具体的工作研究内容如下:首先,针对课题的研究背景与意义进行描述,并具体介绍了残余应力检测技术发展的国内外现状。详细地说明希尔伯特-黄变换理论及其基本概念,针对经验模态分解技术优缺点进行了分析,提出了采用镜像延拓处理与改进集总平均经验模态分解相结合（ME-MEEMD）的优化算法,并且通过仿真和分析表明了该方法相较于其他分解方法的高度有效性。然后使用改进的ME-MEEMD分解方法对多自由度机械系统的振动特性进行分析,可知机械系统的固有振动模式函数与固有模态函数之间存在着相互对应的关系。两者间的对应关系在机械振动分析角度验证了使用希尔伯特-黄变换方法分析振动信号的可行性,为后面实验的进行提供了理论依据。使用DH5922D型动态信号采集仪对焊接钢板上待测点处振动信号进行采集,然后对焊接钢板进行多次热时效处理至焊接残余应力得到消除,再次对待测点处振动信号进行采集,使用钻孔法对两种状态下的钢板进行残余应力测量,并得到残余应力在焊接钢板上的分布规律。最后,利用希尔伯特-黄变换原理对收集的相关振动信号实施了分析与处理。同时,还利用优化后的ME-MEEMD分解法对相关的振动信号数据实施进一步的分析与处理,使其转换为IMF分量组,求取各个IMF分量的模态能量占信号总能量的比值,观察焊接残余应力的存在对振动信号内能量分布以及信号总能量的影响。然后进一步求取振动信号的模态能量熵值,以模态能量熵值作为振动信号的特征参数,对比热时效处理前焊接钢板与热时效处理后焊接钢板待测点处振动信号的模态能量熵值变化。结果发现该方法与钻孔法的检测结果保持一致,能够对焊接钢板上焊接残余应力进行正确测定,证明了该方法在构件残余应力检测方向的有效性。