达索系统SIMULIA的结构优化工具Tosca可以对具有任意载荷工况的有限元模型进行拓扑、形状、尺寸、起筋优化。

每种优化类型均支持接触、材料、几何非线性，支持位移、频率、应力、塑性应变、疲劳损伤等优化响应。

Tosca2022新版本已经正式发布，下面介绍一些比较重要的功能增强

说明：对于涉及质量相关对象（重力载荷、频率约束等）和应力约束的优化模型，加入MIMP对优化结果提升非常明显。

使用方法：默认情况下，MIMP不会激活。需要在OPT_PARAM命令里，写入卡片MAT_INTERPOLATION=MIMP激活。

两个对比案例：考虑MIMP材料插值的计算结果，存在更少的中间密度单元，优化方案更容易验证和几何重构。拓扑优化分析更易于使用、更具有可行性。

说明：新的最大路径算法更稳健，可以限制优化结构中的最大路径尺寸。防止局部材料漂浮，并且仅在违反的局部区域，才对结果产生影响。

使用方法：在DVCON_TOPO命令里，加入METHOD=LOCAL_VOLUME。

两个对比案例：加入新的最大路径算法的模型，在优化结果中，局部材料漂浮现象得到很大限制，优化方案的性能也有所提升。

说明：能够在设计空间中生成筋条模式，筋条的平均距离、厚度和方向都是可控的。

使用方法：RIB_DESIGN、RIB_CS、RIB_DIRECTION、RIB_DISTANCE、RIB_THICKNESS。

对比案例：右边的优化结果中存在更多筋条，更好的结构控制（厚度和距离），无材料堆积，但更强的制造约束在一定程度上会削弱结构性能。

说明：允许用户基于Abaqus用户子程序创建自己的响应，用户可以创建基于应力或塑性的响应。在一次优化中，可以使用多个响应。

案例：层压板失效准则、塑性应变响应。

说明：在尺寸优化中，生成筋条结构，加强筋的厚度取决于为局部体积约束指定的直径。

优化案例：引入局部体积约束的方案，在保持优化质量的同时，加入筋条结构。

说明：适用于无约束结构系统的建模。支持拓扑、尺寸和形状优化。

说明：允许用户继续过早结束的优化，支持修改最大迭代步数和收敛设置。这与重启动不同，因为保留上一个循环中计算的所有优化参数。从上次停止的地方，继续优化。

说明：基于敏度法的起筋优化支持平面对称约束，提升结果的可制造性。

说明：可以为基于灵敏度的优化类型（形状、起筋、尺寸、拓扑）选择 PEMAG（塑性应变幅度）设计响应。该响应支持Neuber和Glinka塑性修正因子，可以采用线性工况快速计算塑性。该响应可用于近似疲劳塑性和局部塑性效应。

说明：采用Abaqus替代 Tosca，对节点和单元组进行运算。用户定义的节点和单元group，可以包含更大的数据量。

使用方法：在OPTIONS命令里，激活DRESP_GROUP_OPER_AGGREGATION=ON。

说明：从2022版本开始，Tosca可以结合CST进行电磁的拓扑和形状优化。

总的来说，目前Tosca专注于优化求解器开发，求解调用达索系统SIMULIA旗下各个软件使得Tosca优化功能可以覆盖结构、电磁、流体领域。例如：Tosca+Abaqus开展结构优化、Tosca+Abaqus+fe-safe开展疲劳优化、Tosca+Isight开展参数优化和非参数优化。Tosca+CST开展电磁优化。Tosca联合流体软件开展内流道拓扑优化。