TOSCA Structure是一款結構優化工具，用戶能夠使用這款軟件方便的完成結構的優化。在軟件中提供了多種優化模塊可供用戶選擇使用，并且有著圖形界面，方便用戶對優化的流程有著一個直觀的了解。軟件功能強大，有著快速穩定的算法，幫助使用者完成優化工作。

軟件功能

一、優化模塊

TOSCA Structure官方版現有拓撲優化、尺寸優化、形狀優化、條紋優化和結果平滑等五個優化模塊。

(一)Tosca Structure.topology(拓撲優化模塊)

拓撲優化是產品研發前期的首選工具。可以有效地為產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周期。同時可以保證設計是完全基于現有的有限元模擬(包括載荷、邊界條件和制造工藝約束等)基礎上的。

(二)Tosca Structure.sizing(尺寸優化模塊)

產品的輕量化一直是企業設計的重要組成部分。在尺寸優化模塊的幫助下，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，尺寸優化模塊中的優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合作用的情況。

(三)Tosca Structure.shape(形狀優化模塊)

形狀優化模塊主要針對的目標是已有設計中的具體細節。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(條紋優化模塊)

條紋優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。條紋優化模塊可以處理復雜的幾何外形，優化模型中可以施加實際的載荷作用，最終自動確定最優剛度和動態行為下的條紋布置的位置和方向。使用條紋優化，其優化求解計算控制在2-3次迭代內。

(五)Tosca Structure.smooth(結果平滑模塊)

在虛擬產品開發過程中，需要將優化結果返回到CAD系統中以完成該過程的閉環。結果平滑模塊可以將優化結果輸出到目前大多數的CAD開發系統中去。該模塊可以從拓撲優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，最終得到的光滑優化表面，并可以以幾種不同的數據格式輸出。

二、圖形用戶界面

Tosca Structure是一個開放的優化解決平臺，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，方便定義和執行優化任務和工作流。Tosca Structure現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點和單元體系;

• 生成Tosca Structure所需的或者改進后的優化參數文件;

• 界面中的樹形結構清晰顯示標準優化任務工作流程和框架技術;

• 保證了各個模塊間的任務數據傳遞功能;

• 數據與優化結果的輸出。

(二)Tosca ANSA

environment(TAe)

Tosca_ANSA聯合環境是基于ANSA軟件的圖形用戶界面，其主要特點包括：

• 定義完整的優化工作流;

• 實現優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省時間;

• 自動化地檢查分析模型，生成優化結果。

(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，快速定義優化任務;

• 在ANSYS后處理中可查看優化結果;

• 與ANSYS Workbench完全整合，實現綜合功能和直觀的可用性。

(四)ANSA

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

軟件特色

1.穩定、快速的優化算法

2.能直接使用現有的模型

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、動態耦合需求的全面優化

6.對非線性材料、接觸和大變形的高保真優化

7.更少的物理試驗和物理模型

8.在Tosca ANSA 環境下進行優化的前后處理

9.優化結果可視化(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據到CAD系統

12.工業應用案例-風力發電機主機架