近年来，随着我国农业机械化进程的加速推进，水稻插秧机技术得到了较快发展，用户对于插秧机整体的可靠性与舒适性的要求也越来越高。水稻插秧机工作部件多并且结构复杂，作业时需在恶劣的农田环境中高负荷的工作，所以故障率始终居高不下。在导致插秧机故障的各种原因中，机械振动是一种不可忽视的关键因素，尤其是各部件间耦合共振严重影响水稻插秧机的工作性能和使用寿命。支撑臂是水稻插秧机动力传输系统的关键部件，其结构与分插机构紧密相连，作业时支撑臂的高频振动会对整机作业质量和效率产生直接影响。
　　本文以江苏南通富来威2ZG-6DK插秧机支撑臂为研究对象，通过三维建模软件SolidWorks建立了精确的数字化模型。利用ANSYS Workbench中model模块对模型进行参数设置，分析得出其1-4阶模态固有频率和振型，发现支撑臂的模态频率与发动机的激振频率范围重合，为其结构优化设计提供了直接的理论依据。同时模态有限元分析也为试验模态分析确定了试验方案。
　　引入模态置信度准则，将计算模型的模态与试验模态进行相关分析。对测点布置方案进行优化设计，精简测试点数量提高试验精度与效率。开展模态试验通过敲击迫使机械结构产生强迫振动，利用动态分析仪采集振动信号并据此分析机械导纳函数，以此获取固有频率、阻尼比和振型等模态参数。对比有限元和试验模态分析结果，两组数据的阻尼比均小于0.5%，固有频率相对误差均小于3.2%，前4阶固有频率和振型结果基本一致，验证了有限元分析结果的科学性。
　　结合机械设计与优化设计理论，借助计算机技术确定实现目标的最优设计方案。在ISIGHT优化平台中集成3D模型和ANSYS源文件，以支撑臂的一阶固有频率为优化目标，以车身厚度、横梁宽度、臂长为优化对象开展优化设计。优化后测得支撑臂前4阶固有频率均避开插秧机汽油发动机86.67~120Hz的激振频率范围。对优化后的支撑臂进行静力学分析，改进后的支撑臂强度满足设计要求。
　　本文通过对水稻插秧机分插机构支撑臂有限元模态分析、模态试验和结构优化，获得了结构件的动态特性参数以及外部激振参数，并在有限元分析和模态试验的基础上提出了基于多学科平台的结构优化方案，为插秧机的减缓振动以及结构优化设计提供了参考，对于改善水稻插秧机的整机作业性能、优化结构设计具有重要的意义。