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1.建立模型
在进行模态分析时，选用Lanczos迭代计算，其内部自动采用稀疏短矩阵直接求解，Lanczos法可以在大多数场合使用，是一种功能强大的方法，经常应用在具有实体单元或壳单元的模型中，当提取中型到大型模型的大量振型时，这种方法很有效并且计算精度高，速度快。当已知系统的频率范围时，该法是理想的选择，一般机床振动频率比较小，故取频率范围为1～1000Hz.机床在工作时，只有少数低阶模态起作用，所以，笔者取前三阶模态进行分析。
2.模态分析取机床工作时的两种常态进行分析：
1)中溜板在立柱顶端位置。
2)中溜板在立柱中间位置。建立完有限元模型并进行相应的设置后，用ANSYS求解器求解。分别计算出两种状态下的前三阶模态结果。
3.结果分析与结构改进
3.1结果分析
1)在两种位置状态下，相应前三阶振型基本相同，第一，第二阶振型为水平方向摆动，第三阶振型为弯曲振型。
2)前两阶固有频率的值相近，振型大体对称，因为模型结构和约束比较对称，产生两个大小相近的固有频率，在数学上即为系统矩阵有两个大小相近的特征值，它们对应的振型在空间上相差一个位置角度。
如果结构和约束完全对称，系统会产生某两阶固有频率大小相等，振型对称的情况。
3)中溜板的位置下降，装配体固有频率反而上升，这是因为当中溜板在顶端位置时，整个部件质量分布不均匀，顶端较重，底部较轻，在切削加工时会很不稳定。
可以改变机床立柱内部结构以增加立柱下端的重量，减轻上端重量，从而达到提高机床动态特性的要求。
3.2结构改进
根据以上分析，改变机床立柱内部板筋布局，在不降低机床静刚度的前提下，适当减少立柱顶部板筋，加密底部板筋，可以提高机床动刚度。因为中溜板在立柱顶端时，机床整体结构最不稳定，本文以中溜板位于顶端位置为例来分析验证立柱的优化是否正确，机床模态分析结果。
4.结语
1)利用HYPERMESH强大的有限元分析前处理功能，对具有复杂结构的机床建立了更高效，更合理的有限元模型，很大程度上提高了分析计算的准确性和可靠性。
2)采用有限元分析软件ANSYS对机床在两种工作情况下分别进行模态分析，得出机床前三阶固有频率和振型。比较两组分析结果，得出机床立柱优化方法，并对机床立柱结构进行优化，最后对优化后的机床模型进行模态分析验证，机床前几阶固有频率有较大提高。
3)基于模态分析的机床结构优化，可以对机床动态性能进行评估，为机床结构优化设计提供参考。
4)本文没有考虑接触面对整机的影响，进一步分析时，结合面可以用其他方法处理，使分析结果更符合实际情况。