1.2. 优化方法
本项目第一次结合Tosca的拓扑优化、非参数形状优化和ABAQUS的非线性进行分析。经过多年的努力，现在拓扑优化和形状优化已经扩展到超弹性材料模型。
Tosca是一个模块化的非参数结构优化系统，它可以对带有任意数目的边界条件和载荷工况的有限元模型进行拓扑和形状优化，并且不需要定义任何参数。Tosca采用的优化算法基于结构优化准则，这样可以达到更快的速度和稳健性。
用Tosca进行结构优化是一个迭代过程，组件每一个迭代步的应力由外部求解器进行求解。求解的正确性由大型有限元软件（比如ABAQUS、Msc.Nastran、ANSYS、I-DEAS等）进行保证。用户可以采用他们偏爱的有限元求解器和他们熟悉的前后处理器进行优化分析，而不必经过额外的培训。现有的有限元模型可以直接被用于优化分析，避免建立新的分析模型。采用ABAQUS进行优化分析的过程如图2. 所示：
图 2 采用ABAQUS进行优化分析的过程
从1997年开始，Fe-Design公司就开发出对Msc.Nastran的接口并成功的应用于工业界，当时Tosca作为Msc.Software公司旗下产品Msc.Construct的一个特殊模块。ABAQUS接口的开发始于2000，并在2001年投入市场。现在可以采用ABAQUS接口进行非线性的拓扑和形状优化。
1.3. Freudenberg公司对弹性部件的优化工作
在密封和振动控制技术领域中，Freudenberg公司开发出的人造橡胶弹性体和橡胶-金属组件占有主要市场。在这些组件的有限元分析中，考虑非线性是不可避免的。在Freudenberg公司进行非线性（超弹性）有限元分析中，经常需要考虑大变形和接触等几何非线性。
带有Msc.Nastran模块的Msc.Construct优化软件包从1997年开始就被用于组件的优化。当时Tosca没有对非线性求解器（像ABAQUS）的接口，所以Freudenberg公司用Msc.Construct和Msc.Nastran做了许多非线性问题的线性化处理，然后再进行优化。对非线性问题的线性化需要花费很多的时间和精力，并且经常达不到最佳的结果。很明显的，非线性优化必须被考虑到优化循环之内。Freudenberg公司从2001年以来就开始用Tosca和ABAQUS进行非线性优化，在产品的开发过程中取得了很多重要的改进。
