TOSCA Structure结构优化系统

TOSCA Structure是一个灵活的,模块化的,非参数化的结构优化软件系统,能提供拓扑,外形,条纹等各种类型的优化,基于工业标准的有限单元算法,支持ANSYS, Abaqus, MSC Nastran, NX Nastran等求解器。由于模型的参数化不是必须的,且可以使用已有的模型文件进行优化,所以TOSCA的操作非常的简单。TOSCA是一个基于市场导向的优秀软件,在非线性,疲劳以及NVH等领域都有强大的优化能力。

1. TOSCA Structure 三大特征

创新的,轻量化的概念设计

耐久性、高强度的提升设计

高效增强刚度、降低噪音的条纹设计

拓扑优化:

质量更轻,刚度更大的概念化设计。

缩短物理测试/原型建立/ 产品面市的时间。

外形优化:

提高现有设计的可靠性和耐久性,应力,应变,损伤的最小化自动修改、优化构件表面形状 。

条纹优化:

提升薄壳结构的静态和动态的性能,在满足工艺限制,复杂几何,真实载荷的前提下,形成和优化条纹布局

2. 强大图形交互界面

TOSCA ANSA环境—直观的图形用户界面,方便建立和执行优化任务。通过定制的,可重复使用的工作模板以及完全自动化的验证运行,为用户节省大量的时间。在三维的有限元模型上定义你的优化工作,并使用自动的一致性检查。

3. TOSCA 先进功能

  • 巨大的优化潜力对于真实的仿真模型

非线性分析—拓扑和外形的优化结合接触/材料非线性/大变形分析。避免容易出错和耗时的模型简化。

  • 减轻质量同时保证结构可靠性/耐久性

耐久性—外形优化采用疲劳分析的结果,利用标准的或者是自身携带的疲劳求解器。减轻质量的同时保证结构最好的可靠性。

  • 减小振动和噪音提高舒适性

      NVH—拓扑和条形的优化采用声音和频率响应的分析结果。平衡质量和刚度的影响来减小声音的外泄,声压以及动态的反作用力,形成肋筋以及条纹的最优布局。

   

4.  TOSCA Structure主要优势

  • TOSCA Structure为高品质的仿真结果提供同级别中最好的优化技术。利用先进的仿真能力,例如,材料和几何的非线性(大变形和接触)充分发挥你的优化的潜能。
  • 与先进的 FEA/ durability 软件无缝集成。
  • 能直接使用现有的模型和知识。
  • 不耗时的非参数化,完全灵活的设计。
  • 对非线性分析/耐久性/振动和噪音的高保真优化。
  • 同时满足静态,动态的热固耦合需求的全面优化。
  • 自动验证分析以及直接传输数据到 CAD 系统。
  • 更少的物理测试和物理原型。
  • 对已有IT投资的经济利用。
  • 从分析到设计或是制造更快的转换。
  • 更耐用和轻巧的设计。
  • 优化的设计驱动你的创新。


5. TOSCA Structure 工业应用实例

风力发电机主机-使用TOSCA Structure优化

由于风力发电机越大,它的刚度和强度要求就越来越难以满足。重新设计的主机应该有更好的经济性和振动性能。主机拓扑的优化得到了更轻量化的结构同时能够满足静力和动力的需求。优化设计过程中,同时会考虑制造工艺的限制 。最终可行的设计方案中,重量减小了近40%,同时整个开发进程更加的快速。

Suzlon GmbH 提供

TOSCA Structure整合到产品的开发流程中,使得主机在更短的时间内进入市场,同时减轻了产品的重量近40%

后轮载体-使用TOSCA Structure优化

对于底盘组件的重量优化,需要考虑很多因素标准,例如,强度,疲劳,塑性,刚度等。

早期设计不满足刚度需求,后轮载体需要修改设计,设计中要考虑多种载荷作用以及最大容许应变。直接采用TOSCA Structure.shape在原有的模型上优化,而不用进行模型简化以及比较耗时的参数化设计。在经过20轮的自动分析步后,重新设计的结构具有良好的性能同时与原始的设计相比减轻了整体重量。

BMW Group 提供

损伤比最初的设计减小60%,同时也满足了最初的刚度需求。

 


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