Numerical Simulation of Creep Behavior in Low Creep HMPE Fibers Used for Offshore Mooring Ropes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Synthetic fibers have become fundamental components in offshore mooring systems, particularly for deepwater applications. Among these, high-modulus polyethylene (HMPE) fibers, especially low-creep grades, stand out due to their high tenacity, low density, abrasion resistance, and buoyancy, enabling the design of lighter and more compact mooring lines. Nevertheless, their long-term mechanical behavior under sustained loading, especially creep, remains a critical concern for ensuring operational reliability. This study completes a trilogy of investigations dedicated to the creep behavior of low creep HMPE fibers used in offshore mooring ropes. The first study, presented at OTC Brasil 2023, focused on experimental methods; the second, at Oceans Halifax 2024, developed an analytical model for creep-life prediction. The present work, submitted to OTC Brasil 2025, advances the research through numerical simulation. Building on the prior experimental and analytical findings, this study employs a visco-hyperelastic phenomenological model based on continuum mechanics to simulate creep-rupture behavior. The numerical framework was calibrated using an extensive dataset of 31 rupture curves obtained from two commercial low creep HMPE multifilaments of different origins (European and Chinese), tested under varying load and temperature conditions. The proposed model effectively replicated time-dependent deformation, with low average errors, particularly at higher load levels. Although some deviations were observed at ramp transitions, overall results confirm the robustness and applicability of the model for engineering contexts. Model calibration produced consistent viscoelastic parameters, while phenomenological strain energy coefficients showed limited sensitivity to load and temperature variations. By integrating experimental data, analytical modeling, and numerical simulation, this multi-methodological approach offers a robust framework for accurately predicting the long-term creep behavior of synthetic fibers in offshore applications. This contributes to improved design practices, risk evaluation, and service life estimation for permanent mooring systems. Future developments will explore artificial intelligence techniques, such as neural networks, to detect hidden correlations among modeling parameters and extend numerical analysis to higher structural levels through finite element methods, enabling simulation of the geometric complexities present in complete mooring rope assemblies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».