为了寻求解决物理样机试验费时费力的缺陷,人们把目光投向了基于计算机的数字样机技术的研究上来,即通过仿真来模拟产品功能和行为达到验证、评价新产品的目的。各种仿真中,产品的力学性能仿真始终是核心问题之一,浙江大学工程与科学计算研究中心自主开发的高端数字样机(HEDP,High End DigitalPrototyping)系统即为此目的设计的。如何和CAD系统无缝集成是HEDP系统开发着力要解决的关键问题之一。技术上有3类常用方式:通过中性文件标准、CAD内核和CAD产品的二次开发接口。这3类方式各有优缺点,如何将其统一到一个软件框架中是业内关注的焦点,本文基于开源软件CGM,就此问题给出了一个标准化的解决方案。第一章介绍HEDP的基本设计概念,以及HEDP系统和CAD系统集成框架的设计。第二章详细介绍CGM的设计、功能和使用。CGM是基于LGPL协议发布的开源代码,集成了CGM的软件能够获得免费的商业许可。CGM本身具备完善的功能和接口设计,包含对非流形几何拓扑、虚几何等重要设计概念的支持,它的面向对象的软件设计模式能够满足用户特定的扩展需要。作为CUBIT软件和CAD系统集成的中间桥梁,CGM的有效性和可靠性值得信任。第三章则介绍基于CGM的数据转换服务。以IGES文件标准为媒介,分别针对二维问题和三维问题,我们实现了HEDP系统和CAD系统的读写接口,并在数据转换的同时实现了基本的数据修复功能。第四章以一个典型的几何修复算为例,探讨了如何基于CGM实现基本的几何修复算法。最后一章总结全文,并就未来研究方向给出建议。