中文摘要：

现有的曲面造型工具过于依赖曲面的底层数学表示，使带有自由曲面的复杂产品设计非常麻烦耗时。为使曲面设计能像常规特征设计一样，在高层语义参数层面上方便地建立和修改产品模型，研究自由曲面特征技术和参数化曲面特征设计方法，对提高产品设计效率有着重要的意义。 本项目面向复杂产品设计，提出一个支持用户自定义特征、与传统造型方法融为一体的参数化曲面特征设计方法，同时支持已有曲面模型的特征化。主要研究内容包括曲面特征的表示、建模以及曲面模型特征化方法。提出了以特征名义形状、属性曲率图、层次化特征参数和有向约束图为核心的特征表示方法；利用已有曲面模型，通过特征信息提取支持用户自定义特征；提出了基于约束求解的特征实例化、曲面特征模型建立和编辑、曲面特征设计中的拓扑元素命名机制等方法。

结论摘要：

针对现有的曲面造型工具过于依赖曲面的底层数学表示，使得带有自由曲面的复杂产品设计不易。为使曲面设计能像常规特征设计一样，在高层语义参数层面上方便地建立和修改产品模型，本项目研究自由曲面特征技术和参数化曲面特征设计方法，提出一个支持用户自定义特征、与传统造型方法融为一体的参数化曲面特征设计方法，同时支持已有曲面模型的特征化。主要研究内容包括曲面特征的表示与分类、曲面特征参数化、自定义特征创建、曲面特征模型建立和编辑修改，以及曲面模型特征化等目前曲面特征技术中存在的关键问题。提出了以特征线为中心的曲面特征表示方法、自由曲面特征表示的层次参数化方法、基于已有曲面模型信息的特征自定义方法、曲面特征定位和和过渡曲面特征生成方法、特征CAD模型中拓扑元素命名和父子关系建立、支持高层语义参数修改的曲面模型编辑修改、基于特征的对称性判别等一系列方法。本研究共完成学术论文16篇，其中在《Compter Aided Design》等国际期刊论文4篇，国际会议论文3篇，《中国科学》、《计算机辅助设计与图形学学报》等重要杂志论文9篇；申请了发明专利3项；培养了博士研究生2名，硕士研究生5名。本研究对复杂产品的曲面特征技术进行了系统性研究并取得了一系列研究成果，为用户提供方便的曲面特征建模工具奠定了很好的理论和技术基础。