El sistema multicuerpo es el estudio del comportamiento dinámico de cuerpos rígidos o flexibles interconectados, cada uno de los cuales puede sufrir grandes desplazamientos de traslación y rotación .
El tratamiento sistemático del comportamiento dinámico de los cuerpos interconectados ha dado lugar a un gran número de formalismos multicuerpo importantes en el campo de la mecánica . Los cuerpos o elementos más simples de un sistema multicuerpo fueron tratados por Newton (partícula libre) y Euler (cuerpo rígido). Euler introdujo fuerzas de reacción entre cuerpos. Posteriormente, se derivaron una serie de formalismos, solo para mencionar los formalismos de Lagrange basados en coordenadas mínimas y una segunda formulación que introduce restricciones.
Básicamente, el movimiento de los cuerpos se describe por su comportamiento cinemático . El comportamiento dinámico resulta del equilibrio de las fuerzas aplicadas y la tasa de cambio de la cantidad de movimiento. En la actualidad, el término sistema multicuerpo se relaciona con un gran número de campos de investigación de la ingeniería, especialmente en robótica y dinámica de vehículos. Como característica importante, los formalismos de sistemas multicuerpo generalmente ofrecen una forma algorítmica y asistida por computadora para modelar, analizar, simular y optimizar el movimiento arbitrario de posiblemente miles de cuerpos interconectados.
Mientras que los cuerpos individuales o partes de un sistema mecánico se estudian en detalle con métodos de elementos finitos, el comportamiento de todo el sistema multicuerpo generalmente se estudia con métodos de sistemas multicuerpo dentro de las siguientes áreas:
El siguiente ejemplo muestra un sistema multicuerpo típico. Por lo general, se denota como mecanismo de manivela deslizante. El mecanismo se utiliza para transformar el movimiento de rotación en movimiento de traslación mediante una viga de conducción giratoria, una varilla de conexión y un cuerpo deslizante. En el presente ejemplo, se utiliza un cuerpo flexible para la varilla de conexión. No se permite que la masa deslizante gire y se utilizan tres juntas angulares para conectar los cuerpos. Si bien cada cuerpo tiene seis grados de libertad en el espacio, las condiciones cinemáticas conducen a un grado de libertad para todo el sistema.
Por lo general, se considera que un cuerpo es una parte rígida o flexible de un sistema mecánico (que no debe confundirse con el cuerpo humano). Un ejemplo de cuerpo es el brazo de un robot, una rueda o eje de un automóvil o el antebrazo humano. Un vínculo es la conexión de dos o más cuerpos, o un cuerpo con el suelo. El vínculo está definido por ciertas restricciones (cinemáticas) que restringen el movimiento relativo de los cuerpos. Las limitaciones típicas son: