TOSCA Structure(结构优化工具)

TOSCA Structure(结构优化工具)是一款可以对多个设计可选方案进行自动化迭代评估的结构优化工具，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。

【TOSCA Structure软件介绍】

TOSCA Structure(结构优化工具)是一款功能强大的钢结构设计优化软件。钢结构设计优化的软件用久了，想换吗？那就来绿色先锋下载TOSCA Structure官方版使用。软件基于稳定、快速的优化算法，可以满足不同用户进行模型的设计和优化操作，有从事机械设计的朋友不要错过。

【TOSCA Structure软件特色】

稳定、快速的优化算法

能直接使用现有的模型

支持无限多的载荷工况

有效处理非常巨大型的模型

更少的物理试验和物理模型

工业应用案例-风力发电机主机架

满足静态、动态耦合需求的全面优化

【TOSCA Structure软件亮点】

优化结果可视化(TOSCA Structure.view)

自动验证分析及直接传输数据到CAD系统

对非线性材料、接触和大变形的高保真优化

在Tosca ANSA 环境下进行优化的前后处理

对已有IT资源的有效利用(office或html文档)

【TOSCA Structure软件功能】

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.smooth(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。