随着计算机网络的发展，机械产品的设计逐渐由人工转向数字化。许多企业局限于资源和技术等因素，对于复杂产品的设计，通常不是独立地进行，而是通过企业或部门之间的协作来完成。各协作单位往往会使用不同的三维CAD系统，导致同一产品的设计模型可能由多种异构平台的三维模型所组成。异构CAD模型的预装配困难，在模型设计阶段验证异构模型的可装配性并对其结构合理性进行分析是当前急需解决的问题。本文首先对目前主流的装配信息转换技术、三维模型轻量化技术和装配信息建模技术进行分析。针对这些方法的不足，本文提出了一种轻量化的层次和关系混合模型来实现对异构CAD模型的统一表达。轻量化体现在对源模型数据进行压缩，过滤掉与虚拟装配仿真无关的信息，如建模过程信息，仅仅保留模型的装配结构信息、装配关系信息和几何信息；层次性体现在装配体从顶到下一层层分解直到零件，每一层都记录了相应的装配信息和零件信息，呈典型的树状结构；关系性体现在零部件不是简单地记录了包含从属关系，而且保留了不同零件的几何元素间的装配约束信息，能够直观地反映出零部件间的配合关系。在统一的装配信息表达基础上，本文研究了对异构CAD模型的虚拟装配方法。其过程主要包括装配约束的建立、求解以及零部件的变换矩阵赋值。最后，将本文提出的异构CAD模型虚拟装配方法应用到轻量化装配平台InteVue中，应用结果表明通过该方法能够有效压缩源模型的数据，完整地保留源模型的装配信息，实时有效地进行虚拟装配，满足企业的实际需求。