练继建 ，李成业，刘 昉 ，马 斌

(天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072)

1 前言

在水利工程中，泄流结构的工作条件极其复杂，由于水流的强烈紊动，产生的脉动压力作用在结构物上，极有可能造成结构物的强烈振动，甚至导致结构的破坏。为此，必须寻找有效的监测方法，以快速、准确地发现泄流结构中存在的隐患，有效预报其安全状况。现有的损伤检测方法大都事先假设已经获得了比较详尽、准确的有限元模型信息，根据实测结构的模态参数进行损伤识别，这往往会给实际问题的解决带来困难。基于信号处理技术的损伤识别是当前结构健康监测领域的一种新方法，该方法直接对结构振动信号进行分析，从中提取完备信息并以此对结构损伤进行识别，具有较好的适用性和敏感性，并有助于克服由噪声、模态参数识别精度、损伤指标敏感性等因素对损伤结果的影响。泄流结构损伤过程具有强随机性和耦合性特点，加之环境背景噪声的干扰作用，使得振动响应中往往含有非线性成分、奇异点及不规则的突变部分，应用传统的基于傅立叶变换的信号处理方法存在一定的局限性。

1998年，N.E.Huang等人提出了 Hilbert-Huang 变换 (HHT)[1，2]，该方法由经验模态分解(empirical mode decomposition，EMD)和希尔伯特变换(Hilbert Transform，HT)组成。通过经验模态分解方法对结构的振动响应信号进行预处理，可以把非平稳的原始信号分解成一系列具有不同特征尺度的平稳信号，把原信号的能量分配到各个固有模态函数分量上，而且这种分解是自适应的，因而更能反映损伤的本质信息。……