QT 编写应力分析软件
我的需求：
用QT编写软件，通过导入模型（模具模型、设备模型、零件模型）、网格化等等操作，零件模型应该不用导入，软件生成。完成应力分析、应变云图和数值以及，通过模型动作变化演示应力分析过程的结果
功能涉及：
- 几何建模与导入（模具、设备）
- 网格划分（Meshing）
- 零件生成（参数化建模）
- 有限元分析（FEA）
- 应力/应变可视化（云图、数值）
- 动画演示（随动作变化的应力过程）
✅ 技术可行性评估（QT + C++）
QT 是一个优秀的跨平台 GUI 框架，C++ 是高性能科学计算的首选语言。你可以用 QT 构建前端界面，结合以下库实现核心功能：
| 功能模块 | 推荐技术栈 |
|---|---|
| 几何建模导入 | OpenCASCADE（支持 STEP/IGES/STL） |
| 网格划分 | Gmsh（开源，支持 QT 集成） |
| 有限元分析 | CalculiX 或 Eigen + 自定义求解器 |
| 可视化 | VTK（支持 QT，强大云图/动画） |
| 动画演示 | VTK + QT Timer 控制时间步 |
✅ 软件架构建议（模块化）
+----------------------------+
| QT GUI Layer |
| (导入/参数输入/可视化) |
+------------+---------------+|
+------------v---------------+
| Visualization Engine |
| (VTK + QT OpenGL) |
+------------+---------------+|
+------------v---------------+
| Meshing & FEA Engine |
| (Gmsh + CalculiX/Eigen) |
+------------+---------------+|
+------------v---------------+
| Geometry Engine |
| (OpenCASCADE + 参数建模) |
+----------------------------+
✅ 开发步骤（可迭代）
🔧 阶段 1：基础框架搭建
- 创建 QT 项目（Qt 6 + CMake）
- 集成 VTK（用于 3D 可视化）
- 集成 OpenCASCADE（导入 STEP/STL）
- 实现“导入模型”按钮 + 3D 显示
🔧 阶段 2：网格化
- 调用 Gmsh API 对导入模型进行网格划分
- 显示网格（VTK 渲染）
🔧 阶段 3：零件生成（参数化）
- 使用 OpenCASCADE 创建参数化零件（如圆柱、方块、孔）
- 支持“生成零件”按钮，无需导入
🔧 阶段 4：有限元分析
- 使用 CalculiX 求解器（调用命令行或封装 API）
- 或使用 Eigen + 自定义 FE 求解器（适合教学/轻量）
🔧 阶段 5：应力/应变可视化
- 读取求解结果（.frd 或自定义格式）
- 使用 VTK 渲染应力云图（颜色映射）
- 显示最大/最小应力值（QT 表格）
🔧 阶段 6：动画演示
- 模拟“动作变化”（如拉伸、压缩、旋转）
- 每步重新计算应力 → 更新云图
- 使用 QT Timer 控制动画帧率
✅ 示例：QT + VTK 显示应力云图（伪代码）
// VTK 渲染应力云图
vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid> grid = ReadFEAResult("result.frd");
vtkSmartPointer<vtkDataArray> stress = grid->GetPointData()->GetArray("Stress");vtkSmartPointer<vtkLookupTable> lut = vtkSmartPointer<vtkLookupTable>::New();
lut->SetRange(stress->GetRange());vtkSmartPointer<vtkDataSetMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkDataSetMapper>::New();
mapper->SetInputData(grid);
mapper->SetScalarRange(stress->GetRange());
mapper->SetLookupTable(lut);vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
actor->SetMapper(mapper);ui->qvtkWidget->GetRenderWindow()->AddRenderer(renderer);
renderer->AddActor(actor);
✅ 可选扩展（高级功能）
| 功能 | 技术方案 |
|---|---|
| 材料库 | JSON 配置文件（弹性模量、泊松比） |
| 边界条件 | QT 表单 + 3D 点选（VTK 拾取） |
| 多物理场 | 耦合热-结构（可选） |
| 云图导出 | 截图/视频（VTK 导出 PNG + FFmpeg） |
| Web 版本 | Qt for WebAssembly（实验性） |
✅ 开源项目参考
| 项目名 | 简介 | 技术栈 |
|---|---|---|
| FreeCAD | 参数化建模 + FEM 模块 | QT + OpenCASCADE + CalculiX |
| Gmsh | 网格划分 + 可视化 | QT + OpenGL |
| ParaView | 后处理可视化 | QT + VTK |
| CalculiX | 开源 FEA 求解器 | C/Fortran |
✅ 总结一句话
用 QT 打造一个轻量版的“Ansys Lite”，从导入模型 → 网格 → 求解 → 云图 → 动画，全流程实现，适合教学、原型设计或垂直行业应用。