NFX|玻璃仿真分析
摘要
由于玻璃厚度薄，支架的销钉的数量和位置不同，其下垂量也会有所不同，近年来，随着LCD/LED及太阳能电池等薄膜型玻璃的需求增加，玻璃的加载、玻璃的运输等相关分析也越来越多。
本文利用二维单元和非线性静力分析，可有效预判销钉对玻璃的下垂量。
销钉形状
支撑玻璃的销钉有多种形态。通常，销和玻璃的接触部分分为平面、圆面和滚轮，如下图所示。本文主要研究包括平面和圆面的情况。
对称结构
通常，为了平衡地支撑玻璃，销钉的放置通常是对称的。因此，与整体分析相比，使用对称系统进行1/4或1/2的分析更有效。
垂度分析
几何非线性
与一般结构不同,玻璃是1mm以下的薄膜形态,很好地表现弯曲现象(bending)是分析的主要目的。由于玻璃是由相对较薄的厚度引起的，即使是少量的下垂也会对玻璃产生很大的影响，因此必须考虑几何非线性进行的非线性分析。
考虑到几何的变化，几何非线性会根据每个步骤改变载荷的方向，如上图所示。对于以微小变形为前提的线性分析，由于变形量极小，可以忽略载荷方向变化带来的结果差异，但对于薄板形状（如玻璃形状），由于变形为大变形，所以载荷方向可能会发生变化，几何非线性可能会导致明显的结果差异，因此在分析薄厚度结构时必须使用几何非线性。
接触非线性
支撑玻璃的销钉影响玻璃的行为，具体取决于位置和数量。销钉与玻璃的接触并非总是绑定在一起，垂直方向上销钉并不约束玻璃，故接触定义采用非线性接触即普通接触（可垂直方向分离、水平方向滑动）
接触方向分为接触面的法线方向和切线方向。
单元模拟-玻璃
如果创建具有体积的结构的单元，则通常会创建三维模型。三维单元网使用Solid单元(3D单元)创建，实体单元的节点有三个平动自由度（Tx、Ty、Tz）。由于节点不包含旋转自由度（Rx、Ry、Rz），因此在主要形成弯曲（Bending）现象的薄板结构中，旋转可能无法精确模拟。
如果使用实体单元，则必须在厚度方向至少划分3至4个单元才能使值准确。但是，对于厚度较薄的结构，如果要划分3~4个以上的单元，单元尺寸会变得非常小，与2D相比，单元和节点的数量使用得非常多。
如下图所示，与实体单元不同，板单元(右图)的节点包含旋转自由度，因此可以准确地表示弯曲现象。
因此2D-板单元更适合
边界条件-对称边界
由于大多数玻璃垂度分析都是对称的，因此使用对称约束可以在较少的单元和节点数量的情况下得出相同的结果。此外，通过应用对称约束，与完整模型相比，由于自由度被约束在零件结构中对称部分，因此收敛性也会增加。
使用弹簧单元/弹簧阻尼(bush)单元or摩擦系数满足约束条件
进行静力分析时，应设置约束/接触，使所有部分都能变形。如需发生变形，则必须保持部分受约束或设定接触使其无法无变形移动。
由于连接，定义了固定约束条件（旋转、平动都约束），因此销钉完全满足约束条件。玻璃只定义了与销钉的接触，如果通过接触,定义一般接触（摩擦系数0），则Tz方向的约束是满足的，因为重力和接触力无法沿Z方向移动。但是，由于平行方向X、Y轴没有抵抗的约束和接触，所以可以自由移动。
若约束不充分会导致程序提示自由度报错（Error number:2007）
弹簧单元定义1轴的刚性
bush单元可以定义三轴平动、三轴转动的刚性。bush单元的优点是可以一次定义多个弹簧
为了定义玻璃平面方向的约束，可以使用以下两种方式。
摩擦系数定义
可将摩擦系数应用于一般接触，使摩擦系数向平面方向移动。
可抵抗而不会自由移动。
添加刚性很弱的弹簧or多轴弹簧
添加一个对结果没有影响的非常小的刚性弹簧，使其在X方向和Y方向上具有抵抗刚性，不会自由移动。
midas NFX 材料库内嵌了玻璃材料数据
接触定义(手动)
弹簧阻尼bush定义
分析工况定义
结果查看
平面销钉结果
