為了適應愈加殘酷的市場競爭環(huán)境以及工業(yè)產品技術發(fā)展的要求，產品的開發(fā)周期變得越來越短，而其復雜程度卻越來越高。在這種情況下，借助結構優(yōu)化軟件工具能夠起到縮短開發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)成本和提高產品質量的作用，從而達到全面提升企業(yè)競爭力目的。

作為完善的具有世界領先水平的結構優(yōu)化系統(tǒng)Hyperworks優(yōu)化模塊OptiStruct均已被廣泛應用于汽車、航空、船舶、機械制造、加工工業(yè)等眾多領域。但是，Optistruct常被應用在結構線性優(yōu)化方面，相較于結構實際情況，常不考慮幾何非線性、材料非線性、邊界（接觸非線性），從而得出的優(yōu)化結構不是很貼近現(xiàn)實。從而，就需要另外一款考慮非線性的優(yōu)化軟件，以使得優(yōu)化結果更加貼近實際，更趨于合理化。

Tosca是標準的無參結構優(yōu)化系統(tǒng)，可以對具有任意載荷情況的有限元模型進行拓撲和外形優(yōu)化。在優(yōu)化過程中，可以直接使用已經存在的有限元模型。Tosca進行結構優(yōu)化的每一迭代過程均在外部求解器中進行求解，通過采用眾多業(yè)界認可的標準求解器而保證了計算結果的高質量。而且由于迭代獨立于優(yōu)化軟件本身，所以例如調用大型通用非線性有限元軟件Abaqus求解，就可以考慮求解過程中的幾何、材料、邊界（接觸）非線性。

下面通過一個實例來說明Tosca在非線性優(yōu)化方面的優(yōu)勢。模型如下圖所示：

設計區(qū)域：圖示綠色區(qū)域，為某支架;
優(yōu)化目標：
1，支架重量控制在6Kg以內，越少越好（材料為球鐵，密度為7060）;
2，考慮所有三個工況，權重為1:1:1；
3，考慮5個M16螺栓的預緊力。
設計變量約束：
1，優(yōu)化后最薄處不得小于6mm，最厚處不得大于20mm；
2，支架左右對稱；
3，沿著y方向分模。Abaqus中求解設置如圖所示：

優(yōu)化后的結果如圖所示：

在優(yōu)化過程中，TOSCA一共迭代了32步。下圖為使用Optistruct進行線性優(yōu)化后的某支架模型：

對比Tosca非線性優(yōu)化和Optisturct線性優(yōu)化的結果，可以看到，Tosca優(yōu)化后的結構，綜合考慮了螺栓預緊力的影響，考慮了三個載荷工況的影響，優(yōu)化后的結構顯著減少了重量，增加了結構的剛度，并且易于鑄造。
由以上的實例可以看到，通過Tosca內部各程序的相互作用可以完成新產品結構在CAD/CAE系統(tǒng)中從概念到成品的閉環(huán)優(yōu)化設計過程，同時，優(yōu)化出來的結構更加貼近實際。