针对国产高速卷绕头卡盘轴系统的振动问题，通过模态分析方法获取系统结构动态特性参数，优化卡盘轴结构参数达到减小振动的目的。因为高速卷绕头的最高转速应为12000r/min，工作的频率范围很宽，容易产生共振。首先在理论上利用数学建模，把结构上分布的质量、刚度和阻尼分别用矩阵的形式表示，再根据结构的几何形状、边界条件和材料特性，解析振动系统的微分方程，得到该方程特征值，便可得到卡盘轴的固有频率，每个特征值对应一组特征向量，便是高速卷绕头结构的振型；利用pro/e三维软件结合有限元分析软件的方法，对高速卷绕头的卡盘轴结构系统进行了理论模态分析，在自由状态和机架的约束状态下得到卡盘轴系统的固有频率和各阶固有频率对应的振型、变形的位移值，将自由状态下的固有频率和约束状态下的进行对比，得出理论模态分析下该系统的固有频率。并对卡盘轴满卷情况下进行静力学分析，得到卡盘轴在满载荷时的受力变形云图，确定高速卷绕头卡盘轴结构弹性变形最大位置。采用力锤敲击的脉冲信号和加速度传感器拾取响应信号的多输入单输出实验模态分析方法，通过DH5920动态测试仪采集这些信号，得到工作现场卡盘轴在自由状态下和约束状态下的前四阶模态频率。自由状态是将卡盘轴放在塑料泡沫上，使其具有尽可能多的自由度，可以比较容易地使用力锤激出卡盘轴所有的模态，采集现场实验数据进行频响函数估计从而进行模态参数识别，得到该高速卷绕头卡盘轴系统动态特性参数，得到更准确的实验模态频率；机架约束条件下，使用同样的模态试验方法，得出实验模态频率，将两种状态下的模态频率进行对比，根据振动时的转速得出准确的实验模态频率；利用该动态测试仪对槽辊不同的工作转速下的振动引起机架的加速度信号进行实时频谱分析，得到槽辊的共振转速和不同倍频下振动幅值，幅值最大的倍频所对应的转速是影响卡盘轴的旋转精度和卷绕质量的关键。本课题的研究可以确定卡盘轴的结构系统影响绕丝质量的各个薄弱环节，通过对其结构进行动力学修改，为优化其动力学性能提供了合理化参考。利用实验模态分析结果验证理论模态分析，为卡盘轴的结构改进提供可靠的依据，也开拓了此方法在其他行业的应用。