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关于ANSYS和Tosca中结构优化功能比较
ANSYS:
功能模块:Design Space
DesignXplorer™
DesignXplorer VT
各模块的功能:
ANSYS DesignSpace完成结构的初始有限元分析功能
DesignXplorer™读取DesignSpace分析结果,实现了结构的优化功能,DesignSpace 合用。

DesignXplorer VT DesignXplorer™的扩展功能,主要体现在多目标优化上。

而DesignXplorer™为单一目标优化,从算法上看,由传统的DOE算法向VT变分算法扩展。

小结ANSYS的该项功能:优点,成统一体系,从分析到优化,在封闭的环境内完成。

分析面广,不仅涉及到了结构的优化,而且可以进行数据优化。

缺点,是网格划分功能不强,自适应能力差。

优化选择空间范围广,但操作复杂,需要有一定的背景知识。

宣传的商用案例:无
Tosca:
功能模块:TOSCA.gui
TOSCA.topology
TOSCA.shape
TOSCA.smooth
各模块的功能:TOSCA.gui 实现前后处理功能,同ANSYS,Nastran,Abaqus,I-Deas 的前后处理器相连接,将CAD几何建模数据调用有限元求解器ANSYS,Nastran,Abaqus,I-Deas,进行求解,求解结果在TOSCA.topology中进行优化设计,优化结果还可以重新传回TOSCA.gui进行结构分析,来反复优化。

优点:主要进行结构拓扑分析和形状优化设计,目标确定。

网格自动划分功能强大,因此可以保证较高的求解精度。

优化采用无参优化方法。

算法稳定快速(但具体算法不详)。

具有优化-光滑细化-分析-结构优化的多流程作业,因此,应用程度相对较高,而实际操作难度可能很小(因为目标明确)
缺点:自己本身没有结构分析功能(有限元求解器),需要同其他的有限元软件配合使用。

可用的软件有ANSYS,Nastran,Abaqus,I-Deas,集成程度高,可能不利于进行高级操作。

主要应用面为结构空间优化设计。

宣传案例:奥迪汽车
双方都具有的缺点:从ANSYS关于DesignSpace的帮助文件来看,结构优化功能主要针对传统金属材料,Tosca虽然没有看到这一点,但由于其案例并没有涉及到复合材料,因此,可能其本身也不具备复合材料的优化设计功能。

具有相同功能的其它软件:
检索词:拓扑优化,
MSC.Construct功能模块
基于MSC.PATRAN和MSC.NASTRAN用于拓扑及形状优化的概念化设计软件系统.通过该软件可根据设计性能预测改变结构材料分布,构造新的拓扑关系和几何特征. 并进而通过非参数形状优化光顺拓扑优化模型降低应力级别,提高产品设计寿命.MSC.Construct可在网格自适应技术的基础上实现网格重划分功能,处理多种载荷及边界条件, 对解决超大型模型同样有效
在国内网站上,找到了关于该产品的上面介绍,在MSC中国官方网站上找不到相关产品,在MSC总部找到了相关产品,但是由于介绍不是英文,不是很清楚到底怎么回事。

另外,MSC.Nastran也有部分内容,但是看来比较简化了。

Altair® OptiStruct®
在该软件中,明确给出了可以进行复合材料层合板的拓扑优化分析。

该软件的宣传案例是Airbus A380客机的机翼设计,通过采用了Altair® OptiStruct®进行拓扑优化设计后,减重500Kg。

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