疲劳试验机在高频加载试验时，加载作动器输出周期性激励力，当激励频率接近机架固有频率，就会引发共振，带来机架振动放大，造成载荷采集信号失真，严重时影响试样受力状态，甚至损伤设备结构。开展机架模态仿真，识别共振风险并制定抑制方案，是保障高频疲劳试验数据可靠的基础工作。
利用有限元软件建立疲劳试验机整机机架模型，包含立柱、上下横梁、底座、夹具安装座等结构，赋予对应材料参数，开展模态分析，提取各阶固有频率与振型，识别容易和加载频段重合的振动模态。仿真结果显示，低阶模态多表现为横梁弯曲、立柱侧向摆动，高阶模态为局部结构振动。当加载频率落在固有频率附近，谐响应仿真中振动幅值会显著抬升，力传感器采集信号叠加振动干扰，载荷闭环控制出现偏差。
在仿真基础上，从三个方向开展共振抑制。第一是结构刚度优化，对横梁增加加强结构，调整截面形式，改变固有频率，避开常规加载频率区间；第二是增加阻尼构件，在底座位置设置阻尼隔振组件，消耗振动能量，降低共振峰值；第三是控制程序层面增加频率避让逻辑，在扫频试验时自动避开仿真得到的危险频段。
在试验机上布置振动传感器开展实测验证，对比改造前后的振动加速度与载荷信号曲线。改造后，危险频率下的振动幅值明显下降，载荷曲线毛刺减少，闭环加载的稳定性提升。试验同时发现，试样装夹偏心、夹具松动会引入额外激励，放大共振效应，在高频试验前，除机架优化外，还需要保证试样同轴装夹，紧固所有连接螺栓。
这套仿真结合工程整改的流程，可以用于新机型机架设计校核，也可以解决在用疲劳试验机高频试验的共振问题，降低振动对载荷测量的干扰，保证复合材料、金属试样高频疲劳测试结果的可信度。
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