Tosca特色功能介绍

Everley

作为标准的无参结构优化系统，TOSCA可以对具有任意载荷情况的有限元模型进行拓扑、形状、条纹、尺寸优化。软件Tosca拥有以下特色功能：

（1）高效处理超大模型的优化能力

        与同类型软件相比，Tosca在优化超大模型方面，具有强大的优势，高效率将会大大提高优化的进度。

（2）基于最优标准的快速、稳健优化算法

       TOSCA内部有优秀的快速的、稳健的算法，使得优化迭代很快收敛。算法有OC算法、密度算法和数学规划算法（其中包括静态和动态）。

（3）优化过程对载荷和约束条件没有数量限制

       通常情况，当碰见载荷多工况，约束条件复杂的时候，优化就变得很困难，Tosca优化过程对载荷和约束条件没有数量限制，且会根据工况的权重得到令人满意的结果。

（4）采用用户图形界面Tosca.gui对优化过程进行定义、运行和后处理

        运用Tosca.gui，可以交互式快速定义设计设计变量，约束，设计变量约束等优化设置，便捷地进行优化，并后处理得到优化后的结构。如图1所示：

（5）TOSCA支持ABAQUS, ANSYS, MSC.Marc, MSC.Nastran，MSC,Fatigue,和PERMAS等商品化有限元求解器

        Tosca进行结构优化的每一迭代过程均在外部求解器中进行求解，通过采用业界公认的MSC.Nastran,，MSC.Marc ，MSC.ADAMS，MSC.FATIGUE，ABAQUS， ANSYS，I-DEAS 和PERMAS 等众多标准求解器既保证了计算结果的高精度，又为客户避免了不必要的重复投资。如图2所示：

（6）被优化区域内支持实体、膜、板、壳等单元，非优化区域支持求解器所支持的所有单元类型

（7）支持材料非线性、几何大变形和接触非线性优化分析

       TOSCA对于大变形、接触、材料非线性等这些非线性问题而言，如果按照线性问题来处理，其优化的结果和真实情况会出现相当大的差别，甚至会出现相反的结果，也就是说，对于非线性问题，在优化的时候必须采用非线性的优化方法才能更加接近真实状况，优化的结果才更可靠和最优。

（8） Tosca可以通过后处理输入CAD文件格式，其中包括stl格式和igs格式等。从而实现新产品开发在CAD/CAE 系统中从概念到成品的闭环优化设计过程。如图3所示：

（9）网格自适应功能，提高求解效率。如图4所示：

（10）TOSCA可以定义加工工艺约束，其中可以进行密封性约束、冲压、铸造、拔模、锻造、对称性约束等。如图5所示：

（11）在形状优化TOSCA.Shape中无需定义形状基础向量

（12）支持频率响应和热固耦合场的拓扑优化

（13）可以对优化区域边界的外部及附近区域进行接触定义

（14）支持并行计算求解

        TOSCA支持调用多个处理器来进行并行计算求解，包括调用多个CPU进行求解器求解、多个求解器进行优化、多个求解器进行结果平滑处理等。如图6所示：

（15）支持Unix和NT等多操作系统

（16）TOSCA可以进行基于疲劳的优化问题，提高产品的寿命。如图7所示：

（17）支持多目标优化分析

TOSCA提供加权法和最值法来实现多目标优化分析。如图8示例：

（18）支持多工况优化分析

        TOSCA支持多工况优化分析。一般而言，只要有限元求解器支持的工况TOSCA也都支持，并且对工况数目没有限制，理论上可以有无限多个工况。如图9示例：

来源：有限元在线     FEAonline