工作模态是研究结构在工作状态下所表现出的实际动态特性，其分析结果更加贴近实际情况，对于解决实际结构在运行时遇到的振动和噪声问题具有现实的指导意义。汽车在实际行驶过程中，其结构或部件受到的约束和激励情况复杂，无法对激励进行准确测量，因而无法应用基于输入—输出的试验模态分析方法研究其工作模态。而基于输出响应的试验模态分析方法在测试环节，无须采集激励信号，只需采集振动响应信号，为研究汽车在实际运行状态下其结构或部件的动态特性提供了可行的解决思路和方法。本文以某型号车架为研究对象，首先，采用稳态正弦激励法得到其自由状态下的模态参数，并以此分析结果作为可信的参考。其次，通过激振系统对车架结构施加一平稳随机激励信号，以模拟车辆行驶过程中路面不平度对车架结构的激励状态，采用OMA方法获取了车架结构的模态参数，并通过对基于输出响应的模态分析方法在数据处理和参数设置等方面的探讨，得到了OMA方法的测试和分析流程。第三，通过对两种方法在辨识原理、分析过程和分析结果等方面的对比分析，表明基于输出响应的模态分析方法能够有效辨识出车架的模态参数，为进一步将这种方法应用到实车工作模态分析奠定了基础。最后，根据OMA法得到的模态参数，对车架进行了基于质量的特征值灵敏度分析，并应用灵敏度分析结果对车架进行了动力修改，实现了车架结构的轻量化。