简单了解达索系统TOSCA
TOSCA Structure是一个灵活的，模块化的，非参数化的结构优化软件系统，能提供拓扑，外形，条纹等各种类型的优化，基于工业标准的有限单元算法，支持ANSYS, Abaqus, MSC Nastran, NX Nastran等求解器。由于模型的参数化不是必须的，且可以使用已有的模型文件进行优化，所以TOSCA的操作非常的简单。TOSCA是一个基于市场导向的优秀软件，在非线性，疲劳以及NVH等领域都有强大的优化能力。TOSCA Structure 三大特征创新的，轻量化的概念设计
拓扑优化— 质量更轻，刚度更大的概念化设计。
轻巧的，满足产品工艺要求的设计。
缩短物理测试/原型建立/ 产品面市的时间。
耐久性、高强度的提升设计。外形优化— 提高现有设计的可靠性和耐久性，应力，应变，损伤的最小化自动修改、优化构件表面形状。
高效增强刚度、降低噪音的条纹设计条纹优化— 提升薄壳结构的静态和动态的性能，在满足工艺限制，复杂几何，真实载荷的前提下，形成和优化条纹布局。
TOSCA ANSA环境—直观的图形用户界面，方便建立和执行优化任务。 通过定制的，可重复使用的工作模板以及完全自动化的验证运行， 为用户节省大量的时间。在三维的有限元模型上定义你的优化工作， 并使用自动的一致性检查。
TOSCA 先进功能巨大的优化潜力对于真实的仿真模型
非线性分析—拓扑和外形的优化结合接触/材料非线性/大变形分析。避免容易出错和耗时的模型简化。
减轻质量同时保证结构可靠性/耐久性
耐久性—外形优化采用疲劳分析的结果，利用标准的或者是自身携带的疲劳求解器。减轻质量的同时保证结构最好的可靠性。
减小振动和噪音提高舒适性
NVH—拓扑和条形的优化采用声音和频率响应的分析结果。平衡质量和刚度的影响来减小声音的外泄，声压以及动态的反作用力，形成肋筋以及条纹的最优布局。
TOSCA Structure主要优势TOSCA Structure 特点和优势TOSCA Structure为高品质的仿真结果提供同级别中最好的优化技术。利用先进的仿真能力，例如，材料和几何的非线性（大变形和接触）充分发挥你的优化的潜能。
[*]与先进的FEA/durability软件无缝集成
[*]能直接使用现有的模型和知识
[*]不耗时的非参数化，完全灵活的设计
[*]对非线性分析/耐久性/振动和噪音的高保真优化
[*]同时满足静态，动态的热固耦合需求的全面优化
[*]自动验证分析以及直接传输数据到CAD系统
[*]更少的物理测试和物理原型
[*]对已有IT投资的经济利用
[*]从分析到设计或是制造更快的转换
[*]更耐用和轻巧的设计
[*]优化的设计驱动你的创新
[*]TOSCA Structure 工业应用实例
[*]风力发电机主机-使用TOSCA Structure.topology优化
[*]由于风力发电机越大，它的刚度和强度要求就越来越难以满足。重新设计的主机应该有更好的经济性和振动性能。 主机拓扑的优化得到了更轻量化的结构同时能够满足静力和动力的需求。优化设计过程中，同时会考虑制造工艺的限制 。最终可行的设计方案中，重量减小了近40%，同时整个开发进程更加的快速。
后轮载体-使用TOSCA Structure.shape优化对于底盘组件的重量优化，需要考虑很多因素标准，例如，强度，疲劳，塑性，刚度等。 早期设计不满足刚度需求，后轮载体需要修改设计，设计中要考虑多种载荷作用以及最大容许应变。直接采用TOSCA Structure.shape在原有的模型上优化，而不用进行模型简化以及比较耗时的参数化设计。在经过20轮的自动分析步后，重新设计的结构具有良好的性能同时与原始的设计相比减轻了整体重量。损伤比最初的设计减小60%，同时也满足了最初的刚度需求
Tosca Structure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。Tosca Structure现有四个针对不同用户的操作界面。（一）Tosca Structure.guiTosca 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 WorkbenchTosca 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。
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