Mô hình động lực học ô tô được được biểu diễn dưới dạng một hệ nhiều vật (MBD), được xây dựng dựa trên các định luật vật lý của cơ học và nguyên lý vật lý. Các dữ liệu để xây mô hình cơ học cho mô phỏng cho các hệ nhiều vậy gồm:
− Khối lượng và quán tính của các vật;
− Các đặc tính hình học của hệ thống bao gồm vị trí khối tâm của từng bộ phận;
− Vị trí và các khớp nối hệ thống, các khớp này mô tả chuyển động tương đối theo nhiều hướng khác nhau giữa các vật;
− Mô tả các ngoại lực và nội lực tác động lên hệ thống;
− Liên kết giữa mô hình MBD và mô hình FE là điều kiện biên chính xác cho các mô hình PTHH. Tải trọng và lực trích xuất từ mô hình MBD là đầu vào cho việc phân tích PTHH cho khung xe như ứng suất, chuyển vị, biến dạng và tuổi thọ.
Phương pháp MBD thể hiện sự cân bằng rất tốt giữa độ phức tạp mô hình và độ chính xác của toán học bởi các hệ phương trình vi phân – đại số, bao gồm các bước chính sau:
− Mô hình toán học chính xác: Bước đầu tiên là tạo ra một mô hình toán học chi tiết và chính xác của hệ thống, bao gồm các thành phần riêng lẻ của các vật (body), các khớp nối gữa các vật (joint), và các lực tác động lên chúng;
− Xây dựng phương trình hệ thống: Dựa trên mô hình và các định luật vật lý như Newton, Lagrange, D’Alembert, MBD tạo các phương trình vi phân đại số (DAEs) mô tả ứng xử của hệ thống. Các phương trình này mô tả mối quan hệ giữa các lực, vị trí, vận tốc và gia tốc của các vật trong hệ thống;
− Giải phương trình hệ thống: Các phương trình DAEs được giải trên máy tính bằng các phương pháp tính toán số, kết quả cho ra các giá trị số thể hiện cách hệ thống sẽ phản ứng với các đầu vào và điều kiện khác nhau tùy theo các điều kiện vận hành toàn bộ hệ thống.