Suite d'optimisation Tosca

Oui. Tosca est indépendant du solveur. Il s'intègre parfaitement avec Ansys Mechanical, MSC Nastran, Star-CCM+ et Ansys Fluent. Il sert d'interface à votre solveur existant, lit vos fichiers d'entrée natifs, les modifie pour l'optimisation et utilise votre solveur préféré pour calculer la physique. Vous n'avez pas besoin de convertir vos modèles en Abaqus pour utiliser Tosca.

Non. Tosca Fluid est un moteur d'optimisation qui pilote votre solveur Ansys Fluent ou Star-CCM+ existant. Il nécessite un solveur CFD tiers pour calculer le champ d'écoulement.

L'optimisation topologique intervient lors des premières étapes de la conception conceptuelle ; elle détermine l'emplacement optimal des matériaux dans l'espace de conception 3D pour supporter les charges. L'optimisation dimensionnelle, quant à elle, intervient lors de la conception détaillée ; elle détermine l'épaisseur nécessaire des panneaux de tôle ou des sections transversales des poutres pour atteindre les objectifs de poids et de rigidité.

Oui. Tosca Structure intègre des contraintes de fabrication propres à la fabrication additive, comme la gestion des porte-à-faux (pour minimiser les supports) et la taille minimale des éléments (pour garantir l'imprimabilité). Elle produit des formes organiques et bioniques idéales pour la production en fabrication additive.

Non. Bien que l'optimisation soit un sujet complexe, Tosca simplifie le processus grâce à des interfaces graphiques intuitives (comme Tosca Structure.gui ou des plugiciels pour Abaqus/CAE et Ansys Workbench). Vous définissez l'objectif (par exemple, minimiser le poids) et la contrainte (par exemple, contrainte < 200 MPa), et le logiciel gère les algorithmes. GoEngineer offre également du mentorat d'application pour vous accompagner dans votre premier projet.

Oui. Grâce à son intégration avec fe-safe et FEMFAT, Tosca peut optimiser un composant afin de maximiser sa durée de vie en fatigue ou de minimiser les dommages. Cette méthode est supérieure à une simple optimisation basée sur les contraintes, car elle tient compte des charges cycliques et des cycles de service complexes.

Non. C'est une confusion fréquente. SIMULIA Tosca est une suite logicielle d'optimisation structurelle et fluidique pour la simulation d'ingénierie (FEA/CFD) développée par Dassault Systèmes. Tricentis Tosca est un logiciel sans lien avec SIMULIA, dédié aux tests logiciels automatisés.

Si vous détenez une licence Abaqus valide, vous avez déjà accès à Tosca. C'est parce que la plupart des utilisateurs d'Abaqus ont une licence « Abaqus Extended Portfolio », qui inclut Tosca et Isight en plus d'Abaqus.

Si votre organisation n'utilise pas Abaqus, Tosca peut aussi être acheté séparément.

Tosca est un logiciel léger, mais les solveurs qu'il utilise (Abaqus, Ansys, Star-CCM+) sont gourmands en ressources de calcul. Bien que Tosca puisse fonctionner sur un poste de travail d'ingénierie standard (8 à 16 Go de RAM minimum), nous recommandons un matériel optimisé pour le solveur FEA/CFD sous-jacent que vous comptez utiliser.

Ansys Adjoint utilise une méthode d'optimisation de forme moins puissante : elle modifie une géométrie existante en déformant le maillage à partir d'informations de sensibilité. Elle ne peut pas introduire de nouveaux chemins d'écoulement ni modifier la topologie.

Tosca Fluid, par contre, effectue une optimisation topologique des systèmes fluidiques. Il peut générer de nouveaux canaux d'écoulement internes ou des concepts de conception au sein d'un espace de conception défini, créant ainsi un concept là où aucune forme n'existait auparavant. Il est spécifiquement conçu pour réduire les pertes de charge et améliorer l'uniformité de l'écoulement dès les premières phases de conception.

Oui. Contrairement à de nombreux concurrents qui s'appuient sur des approximations statiques linéaires, Tosca exploite pleinement les capacités non linéaires du solveur Abaqus. Il peut optimiser des pièces impliquant de grandes déformations, des contacts non linéaires (par exemple, les butées de suspension) et des matériaux hyperélastiques (joints et supports en caoutchouc).

L'optimisation topologique dans Tosca produit immédiatement une représentation maillée de la distribution optimale des matériaux. Le module de lissage de Tosca Structure traite ce résultat pour générer une isosurface nette, exportable aux formats STL ou IGES pour les systèmes de CAO. Ce résultat est adapté à la visualisation et peut servir de base aux processus de fabrication, bien qu'un lissage ou une reconstruction géométrique supplémentaire soit généralement nécessaire pour la fabrication traditionnelle.

Le 3DLes produits EXPÉRIENCE GENERATIVE DESIGN intègrent une technologie d'optimisation basée sur Tosca aux outils de CAO CATIA pour convertir les résultats topologiques en géométrie paramétrique fabricable.

Tosca ne s'intègre pas directement au solveur SOLIDWORKS Simulation (COSMOS).
Les utilisateurs de SOLIDWORKS exportent généralement la géométrie via l'interface associative SOLIDWORKS vers Abaqus, où Tosca effectue une optimisation topologique ou de forme haut de gamme tout en maintenant un lien vers SOLIDWORKS pour les mises à jour CAO.

L'optimisation topologique de SOLIDWORKS Simulation est idéale pour l'exploration de conceptions de base intégrées à la CAO, tandis que Tosca est un moteur d'optimisation industriel capable d'effectuer des optimisations non linéaires, multiphysiques, multicas de charge, de haute fidélité de la topologie, de la forme, des cordons et des écoulements de fluides, bien au-delà des capacités de SOLIDWORKS.

L’optimisation topologique de SOLIDWORKS s’effectue entièrement au sein de SOLIDWORKS, en utilisant un « espace de conception maximal » mono-pièce où les charges, les dispositifs de fixation, les limites d’enlèvement de matière et les contrôles de fabrication guident l’enlèvement de matière. La méthode est non paramétrique, principalement axée sur des scénarios statiques linéaires, et est conçue pour une exploration rapide de la conception plutôt que pour une optimisation technique haute fidélité.

Pour s'assurer que le résultat optimisé est atteignable, Tosca supporte les contraintes suivantes :

- Moulage : Sens de traction (démoulage), contre-dépouilles.
- Estampage : Largeur, hauteur et angles de dépouille des perles.
- Impression 3D : angles de surplomb et dimensions minimales des éléments.
- Usinage : Symétrie cyclique et plane.

Tosca Fluid utilise un algorithme unique basé sur la gestion du reflux. Il identifie les cellules du maillage CFD où le flux recircule (entraînant un gaspillage d'énergie) et les bloque progressivement pendant le calcul. Cela force naturellement le fluide à suivre une trajectoire laminaire et régulière, minimisant ainsi la perte de charge.

Il est préférable d'utiliser Tosca Structure dès les premières étapes de la conception, là où son apport est le plus précieux. Utilisez-le pour améliorer le rapport rigidité/poids, réduire les points de contrainte, ajuster l'épaisseur ou ajouter des raidisseurs, tout en conservant une analyse basée sur les éléments finis.

Il prend en charge plusieurs modes d'optimisation (topologie/forme/dimensionnement/perlage) ce qui vous permet de passer de la conception préliminaire à l'amélioration détaillée sans changer d'outil.

Utilisez Tosca Fluid lorsque vous souhaitez obtenir des conseils de conception en phase préliminaire afin de réduire la perte de charge et/ou d'améliorer l'uniformité du flux à l'intérieur d'un espace restreint.

Il est particulièrement utile pour les conduits, les collecteurs, les répartiteurs, les passages de refroidissement, les composants de CVC et autres dispositifs de circulation similaires où « le cheminement compte ».

Tosca se positionne comme non paramétrique, ce qui signifie que vous pouvez commencer avec des données d'entrée de simulation existantes au lieu de construire d'abord un cadre CAO/DOE entièrement paramétré.

Pour de nombreuses équipes, cela élimine un obstacle majeur à l'adoption : vous pouvez vous concentrer sur les charges/conditions de base, les objectifs, les contraintes et la validation, au lieu de passer des semaines à paramétrer le tout.

Il vous faut au moins un solveur d'éléments finis (EF) existant, un modèle EF fonctionnel, les matériaux, les charges, les conditions aux limites et un maillage adapté à l'analyse de base. Un espace de conception clairement défini (où les propriétés des matériaux peuvent varier) et des zones hors conception (interfaces, supports de boulons, zones interdites) sont également nécessaires. Vous définissez ensuite votre objectif (par exemple, rigidité par rapport à la masse) et vos contraintes (par exemple, limites de déplacement).

Vous aurez besoin d'un solveur CFD existant, d'un modèle de simulation CFD, de l'espace de conception (le volume disponible pour les flux) et des contraintes d'intégration. Vous devrez également définir les conditions aux limites CFD (entrées/sorties/cibles) et l'objectif de performance (par exemple, réduire les pertes de charge, améliorer l'uniformité, le ratio de séparation). Tosca Fluid fonctionne sans paramétrage et peut utiliser des fichiers de simulation existants, ce qui simplifie la configuration initiale.

Pour les structures en coque, les techniques de calibrage et de dimensionnement de Tosca Structure sont utilisées pour améliorer la rigidité et le comportement en fréquence propre, ce qui est souvent essentiel pour répondre aux exigences liées aux vibrations/NVH.

En pratique, les équipes utilisent cette méthode pour influencer le comportement modal plus tôt, avant de s'engager dans des géométries ou des outillages coûteux.

Oui. Les documents publiés sur Tosca Structure mettent en valeur des capacités d'optimisation qui incluent l'analyse linéaire et non linéaire, permettant une optimisation plus réaliste sans imposer une physique simplifiée.

Non. L'optimisation est un outil d'orientation de la conception, pas l'étape de validation finale. Tosca est conçu pour générer des concepts améliorés ou des améliorations, qui doivent ensuite être validés par des flux de travail d'analyse standard (par exemple, une vérification Abaqus à l'aide de votre géométrie finale et de vos cas de charge).

Les résultats topologiques fournissent généralement des indications sur la distribution des matériaux, que les ingénieurs interprètent ensuite en fonctionnalités CAO et en formes fabricables. Les matériaux Tosca Structure décrivent des flux de travail permettant de passer des résultats d'optimisation aux variantes de conception (y compris des approches de morphing dans certains cas).

Les équipes de fabrication additive utilisent souvent les résultats topologiques pour définir les chemins de charge et supprimer les masses superflues, puis appliquent des règles de conception adaptées à la fabrication additive lors de la reconstruction CAO. Vous pouvez exporter les résultats et les utiliser dans les logiciels de CAO.

Tosca Fluid est décrit comme permettant de concevoir des solutions qui réduisent la perte de charge et améliorent l'uniformité du flux, qui sont des indicateurs clés de performance pour l'efficacité thermique/fluidique et la performance du système.