有限元网格生成是工程科学与计算科学相交叉的一个重要研究领域,在经历了四十多年发展后的今天依然十分活跃。面对越来越复杂的工程与科学问题,如何自动高效地在所分析的区域内生成高质量的网格是目前数值方法中的一个重要问题。根据三维实体模型几何特征的复杂性,研究在任意三维空间内自动生成过渡均匀、协调、自适应的六面体网格,建立可靠、高效的六面体网格离散算法,对解决大型复杂科学与工程问题具有重要的现实价值和理论意义,将直接推动工程分析软件的商品化进程。本文以栅格法六面体网格生成方法作为基础方法,开展了三维全六面体网格自动生成与再生成算法的研究。给出了基于STL文件进行三维实体模型几何特征自动识别的关键技术,建立了基于几何形状、力学条件及用户需求的加密信息场,提出了基于网格密度控制的六面体网格自适应生成方法；研究了六面体网格再生成过程中的关键技术,建立了有限元分析精度与有限元离散网格疏密程度之间的关系；针对三维六面体网格质量评价准则和优化技术进行了研究,并从通用性、自动化角度出发,开发了三维六面体网格自适应生成软件AUTOMESH-3D。本文采用CAD造型软件生成的STL文件传递实体模型的表面几何形状信息,建立了新的具有拓扑关系的STL数据文件,通过采用边和面相结合的方法,实现了实体模型几何特征的精确识别,为获得能够全面反映实体模型几何特征的六面体网格奠定了基础；提出了一种自适应网格密度生成和控制的方法,可根据实体模型的几何形状、力学条件及用户指定的密度窗口等自动生成合理优化的网格密度；为提高加密网格过渡区域单元的质量,改进了基于27分法的加密模板；针对三维六面体网格单元之间疏密过渡必须平缓和协调的要求,提出了一套新的基于8分法的六面体网格加密模板,并给出了相应的数据结构和模板应用方式,建立了加密信息场调整规则；针对模型的局部凹特征,采用加入缓冲层的过渡方式完成网格加密,克服了加密区域的蔓延现象；总结给出了网格表面向实体模型表面拟合时遇到的六种边界单元自由面片类型,实现了六面体网格与实体模型边界的精确拟合。本文研究了在金属塑性成形模拟中所必须进行的网格再划分技术,建立了网格再划分的判断准则；对工件网格畸变单元中表面四边形面片分解为三角形面片时遇到的重叠问题和退化问题进行了处理,使生成的STL文件不会因网格畸变而产生错误；针对工件网格与模具表面网格的干涉问题,提出了将工件与模具接触区域的工件三角形面片用模具表面三角形面片代替的算法,降低了干涉对网格再划分的影响；根据有限元后验误差估计和六面体网格自适应生成算法进行了新网格的再生成,研究了网格重划分后新旧网格物理量的继承和传递算法,从而保证有限元分析的整个过程顺利进行。网格的质量直接影响着数值模拟计算的效率和分析结果的精度,本文针对三维六面体网格质量评价准则和优化技术进行了研究。建立了基于六面体单元雅可比矩阵行列式的值及其条件数的网格质量评价准则,量化了六面体网格单元质量,确保获得符合有限元数值分析要求的六面体网格单元；研究分析了基于栅格法生成六面体网格的拓扑关系,提出了适合于六面体网格凸特征边界单元的四种点插入新单元模式和五种边界插入新单元模式、适合于凹特征边界为直线或者曲率变化较小时的四种单元退化模式,以及适合于凹特征边界曲率变化较大时的三种单元插入与退化结合模式；提出了基于单位化雅可比矩阵条件数为目标函数的六面体网格表面和内部节点优化方法,采用改进的拉普拉斯平滑法结合基于雅可比矩阵条件数的目标函数优化法分别对网格表面节点和内部节点进行优化,有效改善了整体网格的质量并发挥了两种优化算法的优越性；通过编写三维六面体网格质量检测和优化程序,对基于栅格法自适应生成的六面体网格进行了质量检测和优化,验证了本文提出算法的有效性和准确性。给出了自主研发的六面体网格自动生成软件AUTOMESH-3D的结构及其功能特点。通过设计合理的输入输出数据接口,实现了与三维CAD造型软件以及数值模拟软件的数据衔接：通过网格质量检测模块对所生成的网格单元进行跟踪检查,实现了及时检查网格质量,确保获得满足有限元数值模拟计算要求的六面体网格；将OpenGL技术和计算机图形学理论引入到三维六面体网格自动生成软件的开发,自主开发了三维六面体网格自适应生成软件AUTOMESH-3D,为科学与工程研究问题提供了建立三维六面体网格模型的通用平台。