随着软硬件技术的进步,三维模型被广泛地应用于生活的方方面面。由于近些年三维扫描和三维建模技术的提升,使得三维模型的获取变得更加简单,三维模型的数量处理也日益频繁。面对越来越庞大的模型库,快速准确地检索用户需要的模型成为了亟需解决的问题。框架作为三维模型的一种表现形式,在简化表达的基础上可以最大程度保留三维模型的几何形状信息,是检索三维模型的优秀特征。本文以三维模型框架为研究基础,调研了模型框架提取、中轴表达、模型检索等方面的工作。提出了一种基于中轴表达的框架提取方法和基于框架的模型检索方法。本文的主要研究工作如下:（1）基于中轴变换表达的三维模型框架提取方法:首先提取三维模型的中轴网格,通过中轴网格的拓扑信息将三维模型进行区域划分。将中轴网格中的特征点映射到三维模型表面得到模型框架特征点。之后根据每个区域的拓扑关系将框架特征点连接生成模型区域框架。最后通过框架扩展和误差分析将区域框架合并得到模型完整框架。通过与三种经典方法进行对比实验,实验数据表明该方法的有效性。（2）基于框架的三维模型检索方法:通过分析当前三维模型检索遇到的问题,提出了将框架作为三维模型索引的一种检索方法。用户可以通过近似模型进行检索,也可通过构造框架草图的方式进行检索。检索时先进行中轴检索,后进行框架检索得到目标模型。通过对该方法进行查准率和查全率的实验,验证了该方法的有效性。本文将基于中轴变换表达的三维模型框架提取方法和基于框架的三维模型检索方法结合集成为一款系统软件,通过应用实例来验证本文研究的实用价值。