In the current study, thermoforming and compression analysis were carried out for the woven composite egg-box panel with the non-orthogonal constitutive material model, which is proposed by Xue et al. The material model is implemented in commercial engineering software, LS-DYNA, with a user subroutine. Directional properties in non-orthogonal coordinates are determinedusing the deformation gradient tensor and the material modulus matrix in local coordinate is updated at each corresponding time step. After the implemented non-orthogonal constitutive model is verified by the bias extension test, the egg-box panel simulations are performed. The egg-box panel simulations are divided into two categories: thermoforming (draping) and crushing. The finite element model for crushing analysiscan be obtained using the displacement result of thermoforming process.

본 연구에서는 직조섬유복합재료를 이용한 계란판 모양의 시편에 대한 드래이핑 공정과 압축 해석을 비직교성 재료 모델을 이용하여 수행하였다. 비 직교 재료 구성 모델은 Xue 등이 2003년에 발표한 것을 상용 프로그램인 LS-DYNA에서 제공하는 사용자 부프로그램 (user subroutine)을 이용하여 본 연구에 적용하였다. 비 직교 재료 구성 모델에서 방향성은 변형 기울기 텐서를 이용하여 계산하였고, 각 단계마다 재료 물성 행렬을 갱신하였다. 비 직교 물성 모델은 바이어스 인장 실험 결과와 비교 검증을 한 후에 계란 판 성형에 적용하였다. 계란 판 해석을 위해 본 연구에서는 열 성형 공정 (드래이핑)과 압축해석을 수행하였다. 압축 해석을 위한 유한요소 모델은 드래이핑 해석으로부터 얻은 유한요소결과를 이용하여 구축하였다.

Keywords: non-orthogonal constitutive model, composite egg-box panel, compressive behaviour, thermoforming, draping

Keywords: 비 직교물성 모델, 복합재료 계란, 압축거동, 열성형, 드레이핑