TOSCA Structure(结构优化工具)

　　TOSCA Structure是一款结构优化工具，用户能够使用这款软件方便的完成结构的优化。在软件中提供了多种优化模块可供用户选择使用，并且有着图形界面，方便用户对优化的流程有着一个直观的了解。

功能介绍

　　一、优化模块

　　TOSCA Structure官方版现有拓扑优化、尺寸优化、形状优化、条纹优化和结果平滑等五个优化模块。

　　(一)Tosca Structure.topology(拓扑优化模块)

　　拓扑优化是产品研发前期的首选工具。可以有效地为产品提供轻量化与刚度强化的概念设计。能够极大地所点开发周期。同时可以保证设计是完全基于现有的有限元模拟(包括载荷、边界条件和制造工艺约束等)基础上的。

　　(二)Tosca Structure.sizing(尺寸优化模块)

　　产品的轻量化一直是企业设计的重要组成部分。在尺寸优化模块的帮助下，用户会最终确定钣金厚度与重量、刚度和固有频率之间的最佳关系。为了提高计算效率，尺寸优化模块中的优化模型可包含百万级的设计变量，同时可考虑多个复杂的载荷工况、刚度要求和制造工艺约束等联合作用的情况。

　　(三)Tosca Structure.shape(形状优化模块)

　　形状优化模块主要针对的目标是已有设计中的具体细节。通过对给定的几何表面进行修改，而避免引起局部的材料失效，提高部件的耐久度。形状优化处理的模型中可以包含接触或大变形等非线性因素。

　　(四)Tosca Structure.bead(条纹优化模块)

　　条纹优化可以帮助工程师通过自动布置条纹状加强筋，而改善金属钣金部件的力学性能。条纹优化模块可以处理复杂的几何外形，优化模型中可以施加实际的载荷作用，最终自动确定最优刚度和动态行为下的条纹布置的位置和方向。使用条纹优化，其优化求解计算控制在2-3次迭代内。

　　(五)Tosca Structure.**ooth(结果平滑模块)

　　在虚拟产品开发过程中，需要将优化结果返回到CAD系统中以完成该过程的闭环。结果平滑模块可以将优化结果输出到目前大多数的CAD开发系统中去。该模块可以从拓扑优化计算结果中得到材料分布的等势面，然后对该等势面进行平滑处理，最终得到的光滑优化表面，并可以以几种不同的数据格式输出。

　　二、图形用户界面

　　Tosca Structure是一个开放的优化解决平台，提供了一系列广泛的图形用户界面。使用这些直观的图形用户界面，方便定义和执行优化任务和工作流。Tosca Structure现有四个针对不同用户的操作界面。

　　(一)Tosca Structure.gui

　　Tosca Structure软件自带的图形用户界面，其主要功能包括：

　　? 从有限元模型中输入节点和单元体系;

　　? 生成Tosca Structure所需的或者改进后的优化参数文件;

　　? 界面中的树形结构清晰显示标准优化任务工作流程和框架技术;

　　? 保证了各个模块间的任务数据传递功能;

　　? 数据与优化结果的输出。

　　(二)Tosca ANSA

　　environment(TAe)

　　Tosca_ANSA联合环境是基于ANSA软件的图形用户界面，其主要特点包括：

　　? 定义完整的优化工作流;

　　? 实现优化目标与制造工艺约束等定义的可视化;

　　? 通过简单直观的操作节省时间;

　　? 自动化地检查分析模型，生成优化结果。

　　(三)Tosca Extension for ANSYS Workbench

　　Tosca Extension for ANSYS/WB是基于Workbench的界面，其主要特点包括：

　　? 通过交互式选择ANSYS模型，快速定义优化任务;

　　? 在ANSYS后处理中可查看优化结果;

　　? 与ANSYS Workbench完全整合，实现综合功能和直观的可用性。

　　(四)ANSA

　　在ANSA中也可以导入Tosca Structure的优化任务文件(*.par)，进行修改等操作。

软件特色

　　1.稳定、快速的优化算法

　　2.能直接使用现有的模型

　　3.有效处理非常巨大型的模型

　　4.支持无限多的载荷工况

　　5.满足静态、动态耦合需求的全面优化

　　6.对非线性材料、接触和大变形的高保真优化

　　7.更少的物理试验和物理模型

　　8.在Tosca ANSA 环境下进行优化的前后处理

　　9.优化结果可视化(TOSCA Structure.view)

　　10.对已有IT资源的有效利用(office或html文档)

　　11.自动验证分析及直接传输数据到CAD系统

　　12.工业应用案例-风力发电机主机架