提出采用2种不同方法对高速动车组进行模态分析研究。以车体各个部件厚度参数为设计变量进行模态及质量的灵敏度分析，研究不同部件厚度对车体一阶垂弯频率的影响规律，并筛选8个部件作为最终设计变量，建立优化数学模型；以车体与车下主要设备连接处弹性元件的刚度参数为设计变量进行响应面分析，研究弹性元件刚度对车体一阶垂弯频率的影响规律，并对弹性元件刚度进行优化。结果表明：2种方法均取得了一定的效果，基于灵敏度分析的部件优化，使车体整备一阶垂弯频率提升了4.88%;基于响应面分析的弹性元件优化，使车体整备一阶垂弯频率提升了28.05%,大于相关标准中规定的10Hz,优化效果明显。