TOSCA Structure是一款結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具,用戶(hù)能夠使用這款軟件方便的完成結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在軟件中提供了多種優(yōu)化模塊可供用戶(hù)選擇使用,并且有著圖形界面,方便用戶(hù)對(duì)優(yōu)化的流程有著一個(gè)直觀的了解。
功能介紹
一、優(yōu)化模塊
TOSCA Structure官方版現(xiàn)有拓?fù)鋬?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(gè)優(yōu)化模塊。
(一)Tosca Structure.topology(拓?fù)鋬?yōu)化模塊)
拓?fù)鋬?yōu)化是產(chǎn)品研發(fā)前期的首選工具??梢杂行У貫楫a(chǎn)品提供輕量化與剛度強(qiáng)化的概念設(shè)計(jì)。能夠極大地所點(diǎn)開(kāi)發(fā)周期。同時(shí)可以保證設(shè)計(jì)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(jì)的重要組成部分。在尺寸優(yōu)化模塊的幫助下,用戶(hù)會(huì)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(jì)算效率,尺寸優(yōu)化模塊中的優(yōu)化模型可包含百萬(wàn)級(jí)的設(shè)計(jì)變量,同時(shí)可考慮多個(gè)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(duì)的目標(biāo)是已有設(shè)計(jì)中的具體細(xì)節(jié)。通過(guò)對(duì)給定的幾何表面進(jìn)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(xiàn)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(guò)自動(dòng)布置條紋狀加強(qiáng)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(shí)際的載荷作用,最終自動(dòng)確定最優(yōu)剛度和動(dòng)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(jì)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(kāi)發(fā)過(guò)程中,需要將優(yōu)化結(jié)果返回到CAD系統(tǒng)中以完成該過(guò)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(kāi)發(fā)系統(tǒng)中去。該模塊可以從拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算結(jié)果中得到材料分布的等勢(shì)面,然后對(duì)該等勢(shì)面進(jìn)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(hù)界面
Tosca Structure是一個(gè)開(kāi)放的優(yōu)化解決平臺(tái),提供了一系列廣泛的圖形用戶(hù)界面。使用這些直觀的圖形用戶(hù)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(gè)針對(duì)不同用戶(hù)的操作界面。
(一)Tosca Structure.gui
Tosca Structure軟件自帶的圖形用戶(hù)界面,其主要功能包括:
? 從有限元模型中輸入節(jié)點(diǎn)和單元體系;
? 生成Tosca Structure所需的或者改進(jìn)后的優(yōu)化參數(shù)文件;
? 界面中的樹(shù)形結(jié)構(gòu)清晰顯示標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化任務(wù)工作流程和框架技術(shù);
? 保證了各個(gè)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(hù)界面,其主要特點(diǎn)包括:
? 定義完整的優(yōu)化工作流;
? 實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)與制造工藝約束等定義的可視化;
? 通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的操作節(jié)省時(shí)間;
? 自動(dòng)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(diǎn)包括:
? 通過(guò)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(shí)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(jìn)行修改等操作。
軟件特色
1.穩(wěn)定、快速的優(yōu)化算法
2.能直接使用現(xiàn)有的模型
3.有效處理非常巨大型的模型
4.支持無(wú)限多的載荷工況
5.滿(mǎn)足靜態(tài)、動(dòng)態(tài)耦合需求的全面優(yōu)化
6.對(duì)非線(xiàn)性材料、接觸和大變形的高保真優(yōu)化
7.更少的物理試驗(yàn)和物理模型
8.在Tosca ANSA 環(huán)境下進(jìn)行優(yōu)化的前后處理
9.優(yōu)化結(jié)果可視化(TOSCA Structure.view)
10.對(duì)已有IT資源的有效利用(office或html文檔)
11.自動(dòng)驗(yàn)證分析及直接傳輸數(shù)據(jù)到CAD系統(tǒng)
12.工業(yè)應(yīng)用案例-風(fēng)力發(fā)電機(jī)主機(jī)架
特別說(shuō)明
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