随着高速列车运营速度的提升，其振动噪声问题也更加凸显，为了提高列车运行中旅客的舒适性及安全性，车辆振动性能的优化设计更显重要。本课题以国内某型高速动车组车体模态频率为优化对象，建立包含车内地板及车下设备的精细化车体有限元模型，计算分析了车体模态参数。通过采取车体局部结构优化及基于灵敏度分析的整车板件尺寸优化两种方案提高车体典型振型的模态频率，通过模态应变能计算验证灵敏度分析的有效性，对整体优化效率进行提高。
　　首先，建立车体承载结构有限元模型，通过地板、木骨及泡沫试验获得相关材料参数，基于此，建立了包含地板及车下设备的车体精细化有限元模型，并仿真计算得到车体典型模态频率。通过与实车试验模态辨识结果进行对比，确定了车体有限元模型建模的准确性。通过模态分析，发现该车承载结构及整备状态下车体菱形模态频率均低于厂内设计标准。为此，提出优化车体侧墙内外板间距(车体局部结构优化)及基于灵敏度的车体板件厚度优化两种模态频率优化方案。
　　根据车体菱形变形振型特点，确定车体侧墙刚度是影响菱形振型的主要因素。据此，提出优化侧墙内外板间距以提高侧墙刚度，从而进一步提升菱形变形模态频率的优化方案。计算结果表明，随着内外板间距的增大，车体菱形变形模态频率呈先上升后下降趋势，究其原因，是由于内外板间距的增加虽然能够一定程度上提升侧墙刚度，但同时车体质量也随之增大，进而导致车体模态频率优化的收益并不是单调上升，根据本文算例，内外板间距最优值为65mm。
　　在车体局部结构优化基础上，进一步提出基于灵敏度的车体板件厚度优化方法。通过计算车体各板件模态灵敏度，并结合模态应变能分析选取了板件优化变量，并研究了不同灵敏度取值范围对车体菱形变形模态频率优化的影响规律。结果表明，灵敏度取值范围越大，车体菱形变形模态频率越高，但同时需要优化的板件数量越多，实际工作量及成本越大；根据本文算例，灵敏度取值范围为0.01以上时，车体承载结构及整备状态下菱形变形模态频率均可以达到优化目的。
　　本文所提出的模态频率优化方法具有普适性，实际工程运用中，可以在本文所提方法基础上，结合车体所要优化的目标模态进行相关模态优化工作。