박막형 글라스의 처짐을 방지할 수 있을까요?

NFX STR 박막형 글라스 처짐해석

1. Abstract

 

글라스는 얇은 두께로 인해 지지대인 핀의 개수와 위치에 따라 처짐의 양이 달라집니다.최근 LCD/LED 및 솔라셀 등의 박막형 글라스의 수요가 많아짐에 따라 글라스의 적재, 글라스 이송관련 해석도 많아지고 있습니다.


본 테크노트에서는 2D 요소와 비선형정적해석를 활용한 유한 요소 모델을 이용하여 핀에 의해 거치되는 글라스의 처짐량을 예측할 수 있도록 해석수행 과정을 제시하였습니다.

 

2.  글라스 처짐 해석 이슈

 

2-1. 글라스 처짐 관련 최근 동향


박막형 글라스의 수요가 많아짐에 따라 글라스의 적재, 글라스 이송관련 해석도 많아지고 있습니다. 특히 글라스가 더욱 더 얇아지고, 또한 아래 표와 같이 글라스의 세대가 증가함에 따라 크기가 증가하는 추세로 인해, 글라스를 지지하기 위한 핀의 모양 및 배치, 개수에 따른 글라스 처짐량을 계산하기 위한 해석 수요가 많아지고 있습니다.

 

 

글라스 처짐 해석

                         [핀에 거치되어 있는 글라스의 처짐해석]                                                         [세대별 글라스 크기]

 

 

2-2. 핀의 모양

 

글라스를 지지하는 핀은 다양한 형태를 지니고 있습니다. 일반적으로 핀과 글라스가 맞닿는 부분이 아래 그림와 같이 평평한 면, 둥근 면, 롤러로 나뉩니다. 본 테크노트에서는 평평한 면과 둥근 면의 경우를 포함하고 있습니다.

 

핀의 모양

 

2-3 대칭 적 구조

 

일반적으로 글라스를 균형있게 지지하기 위해서는 핀의 배치가 대칭적으로 되어 있는 경우가 많습니다 그렇기 때문에 전체를 해석하기 보다는 대칭 시스템을 활용하여 1/4 또는 1/2로 해석을 진행하는 것이 효율적입니다. 본 테크노트에서는 대칭적 구조를 기반으로 글라스 처짐 해석을 진행합니다

 

3. 글라스 처짐 해석              


3-1.기하비선형

 

일반적인 구조물과 달리 글라스는 1mm 이하의 박막 형태임으로 굽힘현상(bending)을  잘 표현하는 것이 해석에 주요 포인트입니다 상대적으로 얇은 두께에 의한 글라스이기에 작은 양 의 처짐이라도 글라스에 미치는 영향을 클 수 있기 때문에 , 기하 비선형성을 고려한 비선형 해석으로 해석해야 합니다.

 

기하비선형

 

기하 비선형은 위 그림 과 같이 형상의 변화를 고려하여 하중의 방향이 STEP 마다 변경됩니다. 미소변형을 전제로 하는 선형해석의 경우 변형량이 극소이기 때문에 하중의 방향 변화에 의한 결과 차이를 무시할 수 있지만 글라스 형태와 같이 얇은 판넬형태의 경우 변형이 눈에 보일만큼의 대변형이기 때문에 하중 방향의 바뀔 수 있습니다 위  그림과 같이 기하 비선형에 의한 결과 차이가 확연히 날 수 있으므로 얇은 두께의 구조물을 해석할 시에는 기하 비선형을 꼭 사 용 해 야 합니다.

 

3-2. 접촉비선형

 

글라스를 지지하는 핀은 위치와 개수에 따라 글라스의 거동에 영향을 미칩니다 . 핀과 글라스의 접촉은 항상 붙어있는 것이 아니고 수직 방향으로 핀이 글라스를 구속하고 있지 않기 때문에 , 접촉 정의는 비선형접촉인 일반접촉 수직 방향 분리가능 , 수평방향 미끄러짐 가능을 사용합니다.

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