随着全球工业4.0浪潮的推动,虚拟制造技术用产品数字样机代替实物样机,带领制造业迈入全新的制造模式。建模技术是虚拟制造技术的核心之一,实际工程机械领域中的建模对象往往涉及多领域的复杂多体模型。基于统一建模语言Modelica的多领域建模技术及平台虽然支持多体建模,但都是基于二维原理简图通过复杂定义来构建多体模型,缺乏三维环境支持,存在建模过程繁琐、不直观等缺点。更重要的是,无法自动计算零部件的物理属性信息（质心、质量、惯性张量等）,也难以确定多体系统各构件的初始位姿。针对以上问题,本文基于几何造型内核Open Cas Cade,深入研究基于接口的多体系统物理建模平台关键技术,以方便实现包含几何信息与本构信息的多体构件及多体系统的物理建模。主要工作内容如下:（1）为了实现多体系统的物理建模,首先在分析基于Modelica多领域模型结构的基础上,深入剖析基于接口连接的多体系统模型结构及其参数信息。基于接口对象的语义分析,实现具有三维形体与空间坐标系的接口分类与定义。（2）提出基于几何模型与本构模型关联的多体构件物理模型表达方法。多体构件物理模型由几何模型和本构模型两部分组成,几何模型定义构件的几何形体,而本构模型则定义构件的动态特性,即以Modelica语言表达的微分代数方程。重点研究基于Modelica模型解析的本构信息提取及接口构建技术。（3）根据接口连接机制,进一步提出基于接口坐标系装配的多体系统物理模型构建方法。为了实现复杂多体系统的多构件组装,研究基于矩阵变换的构件装配与调姿算法;基于多体系统的构件模型及其装配连接关系,研究多体系统的Modelica代码生成算法。在上述研究的基础上,开发了基于Open Cas Cade的三维多体系统建模与仿真一体化平台M3d,实现了上述关键算法。通过工程实例验证了本文研究的可行性与M3d平台的先进性。