肖文剑，倪正顺，吴吉平，沈 超，熊凯旋

（湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲 412007）

自从中国铁路完善后，铁路路段养护也就成为了铁路工作运营可持续发展的重要环节。养路机械上，不是所有线路及所有线路环境都适应大型养路机械作业。捣固机械分为机械式、电动式、液压式，本文主要讨论机械式，其常广泛用于各种低频场合，机械式又分为离心式和直接作用式[1]。2013年，美国的Josef Theurer和Hebert Woergoetter一起针对捣固镐镐头作出了优化设计。以内燃机为动力的手提直动捣固镐不受电力影响，其操作方便，质量轻，但却依然存在寿命短、噪声大、操作者手感差等问题，从而容易使得操作者出现疲倦、记忆力下降、耳鸣、视线模糊、手指末梢神经和血管损伤等一系列症状。国内外有关振动对于人体的影响研究，主要集中在人体力觉敏感度和振动引起的人体伤害2个方面[2]。本文主要研究的是手提直动捣固镐中手持装置的模态，为设计者避开这些频率或最大限度地减少在这些频率上的激励，从而避免产生共振、局部疲劳破坏和振动噪声异常等，提高捣固镐的使用舒适感和稳定性。

1 模态分析的基础理论

模态分析是研究结构动力特性的一种方法，在工程振动领域中应用广泛。其中，“模态”指的是机械结构固有的振动特性，每一个模态都有其特定的固有频率、阻尼比和模态振型。本文模态分析讨论的是线性系统，且假设系统是定常与稳定的，即线性时不变系统。……