随着数字化设计技术应用的不断成熟，机电产品设计开发的效率和质量不断提高。飞机产品结构设计的内容复杂、过程繁琐，并且对可靠性的要求极高。在这种背景下，飞机设计人员迫切需要一种有效且具有一定智能特性的辅助设计工具，以减轻工作量，提高设计效率，提升设计可靠性。针对飞机产品的特点和飞机结构设计中所亟待解决的问题，本文做了以下研究工作：详细分析了国内外学者在飞机结构设计知识的获取、表达和重用上所取得的成果，综述了上述成果在三维CAD与知识处理系统集成上所作的研究以及实际应用。进行了飞机结构设计的知识获取技术的研究。针对飞机结构设计的知识类型，采用基于模糊聚类分析的数据挖掘技术进行设计知识的提取，并采用曲线图坐标点自动识取技术对纸质曲线图进行数字化转化，提高了知识处理的效率。进行了飞机结构设计的知识表达技术的研究。分别对规则性知识、过程性知识、网络性知识以及实例知识提出了有效的知识表达方法。为方便进行知识的推理，本文采用基于XML的知识统一表达形式，实现了多知识文档的联合推理过程。进行了飞机结构设计的知识重用技术的研究。采用可拓学技术建立了基元的N次放缩可拓重用模型，给出了知识可拓重用程度的计算方法，实现了飞机结构设计的知识可拓重用。研究了知识处理系统与CATIA集成技术，采用组件框架结构（CAA）实现了对CATIA软件的二次开发，基于上述关键技术，开发了面向CATIA三维设计软件的知识处理系统，用于辅助设计人员进行飞机结构的智能设计。测试表明，系统能够有效地实现对现有飞机结构设计的知识重用。