传统双面立式动平衡机由于摆架结构关系,振动中心不固定,进而绕振动中心的扭转刚度也不稳定,尤其在高径比较大,工作转速较低的工件平衡时,实际测量误差较大,静偶分离效果不佳。为解决误差来源,提高测量精度,提出了一种基于振动中心固定的铰链式静偶分离摆架。通过建立传统摆架的运动微分方程,推导出振动中心的位置公式和绕振动中心的扭转刚度公式,研究了振动中心和扭转刚度的影响因素和变化关系,分析出其误差来源,为摆架结构的改进指明了方向。根据误差来源,提出了摆架的设计思路和改进结构,以采用柔性铰链稳定振动中心的方法,并结合簧板对静不平衡和偶不平衡独立测量达到分离效果提高测量精度。通过对静偶分离摆架的振动特性分析,验证了振动中心的不变性和扭转刚度的稳定性。同时推导了扭转刚度公式和平动刚度公式,研究了刚度值与几何参数的变化关系,为摆架几何尺寸的优化提供了理论支持。随后对该振动系统的上下校正面进行了分离解算,保障了实际校正面的成功分离。运用有限元工具对静偶分离摆架进行模态分析,得到了与平动和摆动相对应的两阶振型及其固有频率,分析发现平动簧板只传递平动信号而柔性铰链只传递摆动信号的规律且两阶固有频率在同一数量级下,这一新特性区别于传统摆架,表明了理论建模的正确性;对摆架进行优化设计,研究了核心部件的关键尺寸对平动固有频率和摆动固有频率的影响,获得了几何参数的初步优选范围,接着对振动系统建立标准数学模型,确定目标函数、设计变量和约束条件后利用matlab优化工具箱确定了摆架的几何尺寸。同时对柔性铰链的形状和材料性能进行了综合对比,进一步完成优化。搭建实验平台,对静偶分离能力和校正面分离比进行评定,实验结果充分验证了基于振动中心固定的铰链式静偶分离摆架的优良性能,为双面立式动平衡机的升级优化提供了可靠的振动框架,也为摆架的振动特性分析提供了精确的理论基础。