娄臻亮，曹广军，谢旭海，冯晓龙

(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海 201804)

1 引言

车身结构设计过程中，要同时满足多学科如NVH、空气动力学等性能要求［1-2］。而结构耐撞性受限于计算资源等问题，更多是在其他多目标优化工作基本完成后才考虑，使车身耐撞性设计只能在后期针对局部结构进行修改和调整，导致设计的自由度小、成本高。因此，开发用在整车早期设计阶段，能够快速分析和修改设计的高精度、高计算效率和稳健性好，并适用于碰撞工况的仿真简化模型，对汽车结构设计具有重要意义［3-7］。

基于传统整车多体简化模型建模理论和多体离散理论，基于MSC ADAMS软件平台，采用绝对节点坐标算法和非线性元件替换方法，建立了整车多体简化模型。通过与经实验验证的有限元精细模型在正碰工况下进行对标，验证了简化模型的精度、简化模型建模方法的正确性和有效性。最后，通过在正碰工况下的对标，进一步验证了简化模型求解的稳健性。

2 多体动力学理论与建模方法

2.1 多体动力学理论

多体动力学是虚拟样机技术的核心理论，也是多体动力学建模仿真软件平台的开发设计基础［8-11］。多体动力学描述构件时，引入了全局坐标系和局部坐标系.全局坐标系可以看作是固定在大地上的，主要用于描述刚体的形状、位置和相对其他构件的距离等信息；而局部坐标系是建立在部件上的，随构件运动的，用于描述构件的受力和约束.对于刚体构件，选用质心为原点的局部坐标，引入质心笛卡尔坐标和反映刚体方位的欧拉角组成构件广义坐标，如式(1)、式(2)所示。……