TOSCA Structure是一款專業(yè)強大的結構優(yōu)化軟件，軟件基于穩(wěn)定、快速的優(yōu)化算法，可以方便工程師對現(xiàn)有的模型進行優(yōu)化，并擁有拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、條紋優(yōu)化和結果平滑優(yōu)化等模塊，每個模塊適用于不同的產(chǎn)品模型，新版本還改進了Tosca Structure 的內(nèi)部數(shù)據(jù)處理能力。

【功能特點】

　　一、優(yōu)化模塊

　　Tosca Structure現(xiàn)有拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、條紋優(yōu)化和結果平滑等五個優(yōu)化模塊。

　　(一)Tosca Structure.topology(拓撲優(yōu)化模塊)

　　拓撲優(yōu)化是產(chǎn)品研發(fā)前期的首選工具?？梢杂行У貫楫a(chǎn)品提供輕量化與剛度強化的概念設計。能夠極大地所點開發(fā)周期。同時可以保證設計是完全基于現(xiàn)有的有限元模擬(包括載荷、邊界條件和制造工藝約束等)基礎上的。

　　(二)Tosca Structure.sizing(尺寸優(yōu)化模塊)

　　產(chǎn)品的輕量化一直是企業(yè)設計的重要組成部分。在尺寸優(yōu)化模塊的幫助下，用戶會最終確定鈑金厚度與重量、剛度和固有頻率之間的最佳關系。為了提高計算效率，尺寸優(yōu)化模塊中的優(yōu)化模型可包含百萬級的設計變量，同時可考慮多個復雜的載荷工況、剛度要求和制造工藝約束等聯(lián)合作用的情況。

　　(三)Tosca Structure.shape(形狀優(yōu)化模塊)

　　形狀優(yōu)化模塊主要針對的目標是已有設計中的具體細節(jié)。通過對給定的幾何表面進行修改，而避免引起局部的材料失效，提高部件的耐久度。形狀優(yōu)化處理的模型中可以包含接觸或大變形等非線性因素。

　　(四)Tosca Structure.bead(條紋優(yōu)化模塊)

　　條紋優(yōu)化可以幫助工程師通過自動布置條紋狀加強筋，而改善金屬鈑金部件的力學性能。條紋優(yōu)化模塊可以處理復雜的幾何外形，優(yōu)化模型中可以施加實際的載荷作用，最終自動確定最優(yōu)剛度和動態(tài)行為下的條紋布置的位置和方向。使用條紋優(yōu)化，其優(yōu)化求解計算控制在2-3次迭代內(nèi)。

　　(五)Tosca Structure.smooth(結果平滑模塊)

　　在虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程中，需要將優(yōu)化結果返回到CAD系統(tǒng)中以完成該過程的閉環(huán)。結果平滑模塊可以將優(yōu)化結果輸出到目前大多數(shù)的CAD開發(fā)系統(tǒng)中去。該模塊可以從拓撲優(yōu)化計算結果中得到材料分布的等勢面，然后對該等勢面進行平滑處理，最終得到的光滑優(yōu)化表面，并可以以幾種不同的數(shù)據(jù)格式輸出。

　　二、圖形用戶界面

　　Tosca Structure是一個開放的優(yōu)化解決平臺，提供了一系列廣泛的圖形用戶界面。使用這些直觀的圖形用戶界面，方便定義和執(zhí)行優(yōu)化任務和工作流。Tosca Structure現(xiàn)有四個針對不同用戶的操作界面。

　　(一)Tosca Structure.gui

　　Tosca Structure軟件自帶的圖形用戶界面，其主要功能包括：

　　• 從有限元模型中輸入節(jié)點和單元體系;

　　• 生成Tosca Structure所需的或者改進后的優(yōu)化參數(shù)文件;

　　• 界面中的樹形結構清晰顯示標準優(yōu)化任務工作流程和框架技術;

　　• 保證了各個模塊間的任務數(shù)據(jù)傳遞功能;

　　• 數(shù)據(jù)與優(yōu)化結果的輸出。

　　(二)Tosca ANSA

　　environment(TAe)

　　Tosca_ANSA聯(lián)合環(huán)境是基于ANSA軟件的圖形用戶界面，其主要特點包括：

　　• 定義完整的優(yōu)化工作流;

　　• 實現(xiàn)優(yōu)化目標與制造工藝約束等定義的可視化;

　　• 通過簡單直觀的操作節(jié)省時間;

　　• 自動化地檢查分析模型，生成優(yōu)化結果。

　　(三)Tosca Extension for ANSYS Workbench

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

　　• 通過交互式選擇ANSYS模型，快速定義優(yōu)化任務;

　　• 在ANSYS后處理中可查看優(yōu)化結果;

　　• 與ANSYS Workbench完全整合，實現(xiàn)綜合功能和直觀的可用性。

　　(四)ANSA

　　在ANSA中也可以導入Tosca Structure的優(yōu)化任務文件(*.par)，進行修改等操作。

【軟件特色】

　　1.穩(wěn)定、快速的優(yōu)化算法

　　2.能直接使用現(xiàn)有的模型

　　3.有效處理非常巨大型的模型

　　4.支持無限多的載荷工況

　　5.滿足靜態(tài)、動態(tài)耦合需求的全面優(yōu)化

　　6.對非線性材料、接觸和大變形的高保真優(yōu)化

　　7.更少的物理試驗和物理模型

　　8.在Tosca ANSA 環(huán)境下進行優(yōu)化的前后處理

　　9.優(yōu)化結果可視化（TOSCA Structure.view）

　　10.對已有IT資源的有效利用（office或html文檔）

　　11.自動驗證分析及直接傳輸數(shù)據(jù)到CAD系統(tǒng)

　　12.工業(yè)應用案例-風力發(fā)電機主機架