Tosca Structure作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件市場的領(lǐng)跑者，定位為基于行業(yè)標準有限元分析（Abaqus、ANSYS、MSC Nastran）的優(yōu)化軟件包。為幫助企業(yè)實現(xiàn)其制造組件及系統(tǒng)的輕量化、剛度強度保證及耐久性等優(yōu)化目標而努力。Tosca Structure主要內(nèi)容包括優(yōu)化模塊和圖形用戶界面。

一、優(yōu)化模塊

Tosca Structure現(xiàn)有拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、條紋優(yōu)化和結(jié)果平滑等五個優(yōu)化模塊。

（一）Tosca Structure.topology（拓撲優(yōu)化模塊）

拓撲優(yōu)化是產(chǎn)品研發(fā)前期的首選工具。可以有效地為產(chǎn)品提供輕量化與剛度強化的概念設(shè)計。能夠極大地所點開發(fā)周期。同時可以保證設(shè)計是完全基于現(xiàn)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(chǔ)上的。

（二）Tosca Structure.sizing（尺寸優(yōu)化模塊）

產(chǎn)品的輕量化一直是企業(yè)設(shè)計的重要組成部分。在尺寸優(yōu)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(guān)系。為了提高計算效率，尺寸優(yōu)化模塊中的優(yōu)化模型可包含百萬級的設(shè)計變量，同時可考慮多個復(fù)雜的載荷工況、剛度要求和制造工藝約束等聯(lián)合作用的情況。

（三）Tosca Structure.shape（形狀優(yōu)化模塊）

形狀優(yōu)化模塊主要針對的目標是已有設(shè)計中的具體細節(jié)。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(yōu)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(yōu)化模塊）

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

（五）Tosca Structure.smooth（結(jié)果平滑模塊）

在虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程中，需要將優(yōu)化結(jié)果返回到CAD系統(tǒng)中以完成該過程的閉環(huán)。結(jié)果平滑模塊可以將優(yōu)化結(jié)果輸出到目前大多數(shù)的CAD開發(fā)系統(tǒng)中去。該模塊可以從拓撲優(yōu)化計算結(jié)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(yōu)化表面，并可以以幾種不同的數(shù)據(jù)格式輸出。

二、圖形用戶界面

Tosca Structure是一個開放的優(yōu)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(zhí)行優(yōu)化任務(wù)和工作流。Tosca Structure現(xiàn)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(jié)點和單元體系；

? 生成Tosca Structure所需的或者改進后的優(yōu)化參數(shù)文件；

? 界面中的樹形結(jié)構(gòu)清晰顯示標準優(yōu)化任務(wù)工作流程和框架技術(shù)；

? 保證了各個模塊間的任務(wù)數(shù)據(jù)傳遞功能；

? 數(shù)據(jù)與優(yōu)化結(jié)果的輸出。

（二）Tosca ANSA? environment(TAe)

Tosca_ANSA聯(lián)合環(huán)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(yōu)化工作流；

? 實現(xiàn)優(yōu)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(jié)省時間；

? 自動化地檢查分析模型，生成優(yōu)化結(jié)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(yōu)化任務(wù)；

? 在ANSYS后處理中可查看優(yōu)化結(jié)果；

? 與ANSYS Workbench完全整合，實現(xiàn)綜合功能和直觀的可用性。

（四）ANSA

在ANSA中也可以導(dǎo)入Tosca Structure的優(yōu)化任務(wù)文件（*.par），進行修改等操作。