随着科技产品向更高、更快、更强的方向发展,外表复杂、光滑的工业产品的表面造型问题逐渐成为行业研究热点,被广泛应用于交通运输、航空航天、海洋工程等领域.在曲面造型技术的逐步发展过程中,很多复杂产品表面的设计需要将多个曲面拼接组合才能完成.那么,为了使这些产品表面在功能和外观上形成一个完整曲面,研究人员提出了一种新的研究方向,即曲面拼接技术.本文研究了基于控制点与权因子优化调整和基于几何偏微分方程的曲面拼接方法,提出了一种改进型的曲面拼接方法,并进行了拼接实验.具体研究工作及创新如下:首先,按照优化调整曲面边界控制点及相应权因子的思路,研究在两个曲面之间直接进行拼接的方法.具体研究了NURBS曲面拼接理论、NURBS曲面G~1连续拼接条件以及曲面边界控制点与相应权因子的关系.在曲面拼接实例中,通过调整曲面边界控制点和相应权因子,实现了曲面之间的G~1连续拼接,且拼接边界处的平均偏差值比G~0拼接后的平均偏差值降低了约44.9%.然后,按照在待拼接曲面之间构造过渡曲面的思路,研究一种具有几何本质的拼接方法.通过引入四阶几何偏微分方程,提出了一种基于扩展的Loop细分格式的混合有限元法构造过渡曲面.具体研究了四阶几何流的混合变分形式、扩展的Loop细分方法、有限元空间基函数的性质、四阶几何偏微分方程的离散化,并且通过三管拼接实例验证了曲面之间的G~1连续拼接.最后,在前面两种拼接方法的基础上,提出了一种改进型Bézier曲面拼接法,并利用某型变曲率汽车后视镜进行了数值实验,分析了拼接效果.具体研究了改进型拼接方法的基本原理,改进了Bézier曲面方程的表达式,提出了最小二乘意义下拟合的目标函数.数值实验结果表明,改进型Bézier曲面拼接方法使得拼接边界处具有G~2连续性,且拼接边界处的平均偏差值比传统方法拼接后的平均偏差值降低了约51.2%,拼接效果良好.